Forskare fr\u00e5n Texas, Illinois och Washington universiteter har avsl\u00f6jat information om en ny familj av attacker via sidokanaler (CVE-2022-23823, CVE-2022-24436) som f\u00e5tt kodnamnet Hertzbleed. Den f\u00f6reslagna attackmetoden bygger p\u00e5 egenskaper hos dynamisk frekvenshantering i moderna processorer och p\u00e5verkar alla aktuella CPU:er fr\u00e5n Intel och AMD. Problemet kan potentiellt ocks\u00e5 f\u00f6rekomma i processorer fr\u00e5n andra tillverkare som st\u00f6djer dynamisk frekvens\u00e4ndring, till exempel i ARM-system, men den genomf\u00f6rda studien begr\u00e4nsades till att unders\u00f6ka chipp fr\u00e5n Intel och AMD. K\u00e4llkoden f\u00f6r implementeringen av attackmetoden har publicerats p\u00e5 GitHub (implementeringen har testats p\u00e5 en dator med CPU Intel i7-9700). <\/p>\n
F\u00f6r att optimera energif\u00f6rbrukningen och f\u00f6rhindra \u00f6verhettning \u00e4ndrar processorer dynamiskt sin frekvens beroende p\u00e5 belastningen, vilket leder till f\u00f6r\u00e4ndringar i prestanda och p\u00e5verkar tiden f\u00f6r operationer (en f\u00f6r\u00e4ndring av frekvensen med 1 Hz resulterar i en f\u00f6r\u00e4ndring av prestanda med 1 cykel per sekund). I en genomf\u00f6rd studie visade det sig att under vissa f\u00f6rh\u00e5llanden p\u00e5 AMD- och Intel-processorer korrelerar frekvens\u00e4ndringen direkt med de bearbetade data, vilket till exempel inneb\u00e4r att tiden f\u00f6r att utf\u00f6ra operationerna «2022 + 23823» och «2022 + 24436» kommer att skilja sig \u00e5t. Genom att analysera skillnaderna i tiden f\u00f6r att utf\u00f6ra operationer med olika data kan information som anv\u00e4nds vid ber\u00e4kningarna indirekt \u00e5terskapas. I h\u00f6gpresterande n\u00e4tverk med f\u00f6ruts\u00e4gbara konstanta f\u00f6rdr\u00f6jningar kan attacken utf\u00f6ras p\u00e5 distans genom att bed\u00f6ma tiden f\u00f6r beg\u00e4rans behandling. <\/p>\n
Vid en framg\u00e5ngsrik attack till\u00e5ter de identifierade problemen att avsl\u00f6ja hemliga nycklar baserat p\u00e5 analys av ber\u00e4kningstider i kryptografiska bibliotek som anv\u00e4nder algoritmer d\u00e4r matematiska ber\u00e4kningar alltid utf\u00f6rs p\u00e5 konstant tid, oavsett typen av bearbetade data. S\u00e5dana bibliotek ans\u00e5gs vara skyddade mot attacker via sidokanaler, men det har visat sig att ber\u00e4kningstiden best\u00e4ms inte bara av algoritmen utan \u00e4ven av processorernas arbetsmetoder. <\/p>\n
Som ett praktiskt exempel som visar p\u00e5 realismen i den f\u00f6reslagna metoden demonstrerades en attack p\u00e5 implementeringen av mekanismen f\u00f6r nyckelinpackning SIKE (Supersingular Isogeny Key Encapsulation), som gick till finalen i t\u00e4vlingen om post-kvantkryptosystem som arrangerades av National Institute of Standards and Technology (NIST) i USA och som positioneras som skyddad mot attacker genom externa kanaler. Under experimentet lyckades man med hj\u00e4lp av en ny variant av attacken baserad p\u00e5 en gissning av chiffertexten (gradvis gissning baserad p\u00e5 manipulation av den krypterade texten och \u00e5terst\u00e4llande av dess avkodning) helt \u00e5terst\u00e4lla nyckeln som anv\u00e4ndes f\u00f6r kryptering, genom att g\u00f6ra m\u00e4tningar fr\u00e5n ett avl\u00e4gset system, trots att en implementation av SIKE med konstant ber\u00e4kningstid anv\u00e4ndes. Det tog 36 timmar att best\u00e4mma en 364-bitars nyckel med implementationen CIRCL, och 89 timmar med PQCrypto-SIDH. <\/p>\n
F\u00f6retagen Intel och AMD har erk\u00e4nt att deras processorer \u00e4r s\u00e5rbara, men de planerar inte att \u00e5tg\u00e4rda s\u00e5rbarheten genom att uppdatera mikrokoden, eftersom det inte g\u00e5r att \u00e5tg\u00e4rda s\u00e5rbarheten utan att p\u00e5verka prestandan avsev\u00e4rt. Ist\u00e4llet har utvecklare av kryptografiska bibliotek f\u00e5tt rekommendationer f\u00f6r att programvarum\u00e4ssigt blockera informationsl\u00e4ckage vid konfidentiella ber\u00e4kningar. F\u00f6retagen Cloudflare och Microsoft har redan lagt till ett s\u00e5dant skydd i sina implementationer av SIKE, vilket har resulterat i en prestandanedg\u00e5ng p\u00e5 5 % f\u00f6r CIRCL och 11 % f\u00f6r PQCrypto-SIDH. Som en annan l\u00f6sning f\u00f6r att blockera s\u00e5rbarheten i BIOS eller drivrutinen kan man st\u00e4nga av l\u00e4gena \"Turbo Boost\", \"Turbo Core\" eller \"Precision Boost\", men denna f\u00f6r\u00e4ndring kommer att leda till ett markant tapp i prestanda. <\/p>\n