来自美国和澳大利亚多所大学的研究人员开发了两种 Rowhammer 级攻击——GDDRHammer 和 GeForge——它们允许在 NVIDIA GPU 上执行非特权 CUDA 内核时，破坏 GDDR 显存芯片中的单个比特。与去年提出的 GPUHammer 方法不同，这些新攻击不仅限于影响 GPU 内存中处理的数据，还能完全访问 CPU 地址空间内的所有主内存。研究人员演示了在 GPU 上执行非特权 CUDA 内核时，如何利用这些漏洞获得主机系统的 root 权限。
这两种攻击都会提前耗尽攻击者无法直接访问的特定显存单元，从而篡改这些单元中存储的数据。攻击者通过干扰GPU内存分配器（cudaMalloc）来破坏GPU内存隔离，并将虚拟GPU地址映射到物理GPU或CPU内存中的任意地址，从而实现对CPU地址空间内内存的读写操作。
该攻击通过篡改显存中的位值来实现，显存存储着GPU的页表，页表负责将虚拟地址转换为物理地址。GDDRHammer攻击和GeForge攻击的区别在于，GDDRHammer方法修改的是末级页表（PT），而GeForge方法修改的是末级页目录（PD0）。
除其他用途外，指定的地址转换表用于组织 GPU 对 CPU 内存的直接访问，因此，将 GPU 页表中的地址更改为主 RAM 中的物理地址并设置启用 CPU 内存映射模式的 APERTURE 标志，即可在禁用 IOMMU（默认情况下禁用）的情况下，通过 PCIe 总线访问主内存并读写数据。
针对基于安培微架构的高性能 NVIDIA RTX A6000 专业显卡（新卡起价 6850 美元，二手卡起价 4000 美元）和消费级 NVIDIA RTX 3060 显卡（售价 250-300 美元）的成功攻击已被证实。所开发的绕过 Rowhammer 保护的技术，结合 GPU 的并行处理能力，使得单元损坏率比之前的攻击提高了 64 倍。作为临时阻止攻击的措施，可以使用“nvidia-smi -e 1”命令启用纠错码 (ECC) 模式，但这会引入额外的开销，并且可能被 ECCploit 和 ECC.fail 等攻击方法绕过。
RowHammer 攻击通过循环读取相邻存储单元的数据，可以篡改 DRAM 存储器中各个比特位的内容。由于 DRAM 存储器是一个二维存储单元阵列，每个存储单元由一个电容器和一个晶体管组成，因此对同一存储区域进行连续读取会导致电压波动和异常，从而导致相邻存储单元的少量电荷损失。如果读取强度较高，则相邻存储单元可能会损失大量电荷，以至于下一个刷新周期将来不及恢复其原始状态，从而导致存储在该存储单元中的数据值发生变化。
Rowhammer攻击方法于2014年被提出，引发了安全研究人员和硬件制造商之间的一场猫鼠游戏：内存芯片制造商试图封堵该漏洞，而研究人员则不断寻找绕过漏洞的新方法。例如，为了防御Rowhammer攻击，芯片制造商添加了TRR（目标行刷新）机制，但事实证明，该机制仅在特定情况下阻止了单元损坏，并不能抵御所有可能的攻击场景。针对搭载Intel、AMD和ARM处理器的系统中的DDR3、DDR4和DDR5芯片，以及NVIDIA GPU中的GDDR内存，都开发出了相应的攻击方法。此外，还发现了绕过ECC纠错机制的方法，并提出了针对网络攻击和在浏览器中执行JavaScript代码的攻击方法。
来源： opennet.ru
