Рањивост класе Мелтдовн је откривена у АМД процесорима заснованим на Зен+ и Зен 2 микроархитектурама

Група истраживача са Техничког универзитета у Дрездену је идентификовала рањивост (ЦВЕ-2020-12965) у АМД процесорима заснованим на Зен+ и Зен 2 микроархитектурама, што омогућава напад класе Мелтдовн. Првобитно се претпостављало да процесори АМД Зен+ и Зен 2 нису подложни рањивости Мелтдовн-а, али су истраживачи идентификовали особину која води ка спекулативном приступу заштићеним меморијским областима када се користе неканонске виртуелне адресе.

Архитектура АМД64 користи само првих 48 бита виртуелне адресе и игнорише преосталих 16 бита. Одређено је да битови од 48 до 63 увек морају копирати вредност бита 47 (проширење бита знака). Ако се овај услов прекрши и покуша се приступити адреси са произвољним вредностима горњих битова, процесор генерише изузетак. Узастопно попуњавање горњих битова доводи до тога да се расположиви адресни простор подели на два блока – доњи (од 0 до 00007ФФФФФФФФФФФФФФФ), у коме су горњи битови постављени на 800000000000, и горњи (од ФФФФ1 до ФФФФФФФФФФФФФФФФФФ), у сви горњи битови су постављени на XNUMX.

Адресе које спадају у наведене блокове називају се канонским, а нетачне адресе са произвољним садржајем горњих битова називају се неканонским. Доњи опсег канонских адреса се обично додељује за податке процеса, а горњи опсег се користи за податке кернела (приступ овим адресама из корисничког простора је блокиран на нивоу раздвајања привилегија).

Класична рањивост Мелтдовн-а заснива се на чињеници да током спекулативног извршавања инструкција, процесор може да приступи приватној области података и затим одбаци резултат јер постављене привилегије забрањују такав приступ корисничком процесу. У програму, шпекулативно извршени блок је одвојен од главног кода условном граном, која се у реалним условима увек активира, али због чињенице да условни исказ користи израчунату вредност коју процесор не познаје током превентивног извршавања кода, све опције гранања се врше шпекулативно.

Пошто спекулативно извршене операције користе исту кеш меморију као и нормално извршаване инструкције, могуће је током спекулативног извршавања поставити маркере у кеш који одражавају садржај појединачних битова у приватној меморијској области, а затим у нормално извршаваном коду да се одреди њихова вредност кроз време анализа приступа кешираним и не-кешираним подацима.

Карактеристика нове рањивости која утиче на АМД Зен+ и Зен 2 процесоре је да ЦПУ дозвољавају спекулативне операције читања и писања које приступају меморији користећи неважеће неканонске адресе, једноставно игноришући горњих 16 битова. Дакле, током спекулативног извршавања кода, процесор увек користи само нижих 48 бита, а валидност адресе се проверава посебно. Ако се приликом превођења неканонске виртуелне адресе на физичку адресу у асоцијативном баферу превођења (ТЛБ) открије подударање у канонском делу адресе, онда ће операција спекулативног учитавања вратити вредност без узимања у обзир садржаја горњих 16 битова, што омогућава заобилажење дељења меморије између нити. Након тога, операција ће се сматрати неважећом и одбачена, али ће приступ меморији бити завршен и подаци ће завршити у кешу.

Током експеримента, користећи технику одређивања садржаја кеша ФЛУСХ+РЕЛОАД, истраживачи су успели да организују канал за скривени пренос података брзином од 125 бајтова у секунди. Поред АМД чипова, проблем утиче и на све Интел процесоре, који су подложни класичној Мелтдовн рањивости. Исте технике које помажу да се блокирају Мелтдовн напади, као што је коришћење ЛФЕНЦЕ инструкција, могу се користити за заштиту од ове нове врсте напада. На пример, ако Интел процесор укључује хардверску заштиту од Мелтдовн-а или систем има омогућену софтверску заштиту, онда такве конфигурације нису подложне новој варијанти напада.

Истовремено, истраживачи примећују да, у поређењу са Интел процесорима, архитектура АМД процесора ограничава могућност извођења стварних напада, али не искључује употребу нове методе у комбинацији са другим микроархитектонским нападима за повећање њихове ефикасности. Конкретно, предложени напад не дозвољава одређивању садржаја меморијских области језгра и других процеса, већ је ограничен на могућност приступа другим нитима истог програма који раде у истом виртуелном меморијском простору.

Пошто програм без рањивости има могућност да приступи својим нитима, са практичне тачке гледишта овај метод је од интереса за заобилажење изолације сандбок-а и организовање ометања рада других нити у програмима који дозвољавају извршавање трећих страна. код, као што су веб претраживачи и ЈИТ мотори. Истраживачи су испитали рањивост СпидерМонкеи ЈаваСцрипт мотора и Линук кернела за нападе, али нису пронашли рањиве секвенце кода које би се могле користити за извођење напада. Поред напада на апликације, метода се такође може користити за присиљавање неприхватљивих токова података између микроархитектонских елемената процесора док се искориштавају друге микроархитектонске рањивости.

Извор: опеннет.ру