Два напада на механизам предвиђања кеш канала у АМД процесорима

Група истраживача са Технолошког универзитета у Грацу (Аустрија), раније позната по развоју метода напада МДС, НетСпецтре, Тхровхаммер и ЗомбиеЛоад, спровео истраживање хардверских оптимизација специфичних за АМД процесоре и се развило две нове методе напада са стране канала које манипулишу цурењем података током рада механизма предвиђања ЛXNUMX кеш канала АМД процесора. Технике се могу користити за смањење ефикасности АСЛР заштите, опоравак кључева у рањивим АЕС имплементацијама и побољшање ефикасности Спецтре напада.

Проблеми су идентификовани у имплементацији механизма предвиђања канала (предиктор пута) у кешу података првог нивоа ЦПУ-а (Л1Д), који се користи за предвиђање који кеш канал садржи одређену меморијску адресу. Оптимизација која се користи у АМД процесорима заснива се на провери μ-тагова (μТаг). μТаг се израчунава применом специфичне хеш функције на виртуелну адресу. Током рада, механизам за предвиђање канала користи μТаг да одреди кеш канал из табеле. Дакле, μТаг омогућава процесору да се ограничи на приступ само одређеном каналу, без претраживања свих опција, што значајно смањује потрошњу енергије ЦПУ-а.

Током реверзног инжењеринга имплементације система за предвиђање канала у различитим генерацијама АМД процесора објављених од 2011. до 2019. године, идентификоване су две нове технике напада са стране канала:

• Цоллиде+Пробе – омогућава нападачу да прати приступ меморији за процесе који се покрећу на истом логичком ЦПУ језгру. Суштина методе је коришћење виртуелних адреса које изазивају колизије у хеш функцији која се користи за израчунавање μТаг за праћење приступа меморији. За разлику од напада Флусх+Релоад и Приме+Пробе који се користе на Интел процесорима, Цоллиде+Пробе не користи заједничку меморију и ради без знања о физичким адресама.
• Лоад+Релоад - омогућава вам да врло прецизно одредите трагове приступа меморији на истом физичком ЦПУ језгру. Метода се заснива на чињеници да физичка меморијска ћелија може бити у Л1Д кешу само једном. Оне. приступ истој меморијској ћелији на другој виртуелној адреси ће довести до избацивања ћелије из Л1Д кеша, омогућавајући праћење приступа меморији. Иако се напад ослања на заједничку меморију, он не испира линије кеша, омогућавајући прикривене нападе који не уклањају податке из кеша последњег нивоа.

На основу техника Цоллиде+Пробе и Лоад+Релоад, истраживачи су демонстрирали неколико сценарија напада на бочним каналима:

• Приказана је могућност коришћења метода за организовање скривеног индиректног комуникационог канала између два процеса, који омогућава пренос података брзином до 588 кБ у секунди.
• Користећи колизије у μТаг-у, било је могуће смањити ентропију за различите варијанте АСЛР-а (Аддресс Спаце Лаиоут Рандомизатион) и заобићи АСЛР заштиту у језгру на потпуно ажурираном Линук систему. Приказана је могућност извођења напада ради смањења ентропије АСЛР-а како из корисничких апликација, тако и коришћењем ЈаваСцрипт кода који се извршава у сандбок окружењу и кода који се покреће у другом гостујућем окружењу.
  

• Засновано на методи Цоллиде+Пробе, спроведен је напад да би се повратио кључ за шифровање из рањиве имплементације (засновано на Т-табле) АЕС енкрипција.
• Коришћењем Цоллиде+Пробе методе као канала за прикупљање података, Спецтре напад је успео да издвоји приватне податке из кернела без коришћења заједничке меморије.

Рањивост се јавља на АМД процесорима заснованим на микроархитектурама
Булдожер, Пиледривер, Парни ваљак, Зен (Ризен, Епиц), Зен+ и Зен2.
АМД је обавештен о проблему 23. августа 2019, али до сада није објавио извештај са информацијама о блокирању рањивости. Према истраживачима, проблем се може блокирати на нивоу ажурирања микрокода обезбеђивањем МСР битова за селективно онемогућавање система предвиђања канала, слично ономе што је Интел урадио да контролише онемогућавање механизама за предвиђање гранања.

Извор: опеннет.ру