Novi napad prolazi kroz obranu vašeg računala

Postoji kratak trenutak između brisanja ili izolacije prediktivnog sustava čipa i početka korištenja svojih predviđanja. Zlonamjerni akteri mogu tempirati napad kako bi iskoristili taj mali prozor, što bi moglo otkriti osjetljive podatke.

Moderni procesori su brzi, dijelom zato što pogađaju. Umjesto da čeka da sazna u kojem će se smjeru program granati, čip predviđa vjerojatni put i juri naprijed. Kada je pretpostavka točna, štedi se vrijeme. Kada je pogrešna, rad se odbacuje, ali njegovi tragovi ostaju. Otkad je ranjivost Spectre otkrivena 2018. godine, napadači znaju kako čitati te tragove kako bi izvukli tajne iz memorije koje nikada ne bi smjeli vidjeti.

Proizvođači čipova i razvojni programeri operativnih sustava godinama su gradili obranu. Nova studija MIT-ovog Laboratorija za računalne znanosti i umjetnu inteligenciju (CSAIL) pokazuje da ključna pretpostavka koja stoji iza mnogih od njih ne stoji.

Obrana funkcionira tako da briše ili izolira mehanizam za predviđanje procesora, uklanjajući sve što je napadač mogao postaviti. Kvaka je, kako ističu doktorand Daniël Trujillo i docentica na MIT-u Mengjia Yan, u tome što se brisanje i trenutak kada se predviđanja koriste ne mogu dogoditi u istom trenutku. Uvijek postoji praznina - ponekad samo nekoliko instrukcija. Sve što se izvršava u toj praznini može ponovno zaprljati cijeli mehanizam. Istraživači ovu klasu napada nazivaju " TONTOU ".

Njihov doprinos je pouzdan način da se kod ubaci u tu prazninu. Računala stalno pauziraju sve što rade kako bi obradila prekide: male, rutinske zadatke koje pokreću timeri, mrežni promet i hardver. Obični programi mogu sami postaviti te timere. Podešavanjem timera s dovoljnom preciznošću, Trujillo i Yan mogu natjerati procesor da skrene s puta u točno krivom trenutku, a izvršavanje prekida uzrokuje kontaminaciju. Tehniku ​​nazivaju "ubrizgavanje prekida".

Tim je testirao četiri generacije procesora tvrtki Intel i AMD te je dobio pogrešna predviđanja na obje. Na Intelovim čipovima napad je srušio dvije različite zaštite, jednu ugrađenu u softver za starije dijelove, a drugu ugrađenu u silicij novijih. Zanimljivo je da je novija zaštita ostala čvrsta na jednoj Intelovoj generaciji, a zakazala na drugoj, što sugerira da proizvođači čipova implementiraju istu nominalnu obranu na značajno različite načine.

AMD-ova obrana, nazvana saferet, čisti mehanizam za predviđanje neposredno prije svake upotrebe, ostavljajući ranjivi prozor širok samo dvije instrukcije, koje se obično izvršavaju unutar nekoliko desetaka nanosekundi. Istraživači su ga ipak pogodili usporavajući procesor na tom točnom mjestu kako bi lakše pogodili metu.

Kako bi pokazali što to znači u praksi, tim je izgradio funkcionalni exploit na AMD sustavu koji pokreće trenutni Linux kernel. Prvo su uklonili obranu koja se "munja" gdje se operativni sustav nalazi u memoriji, uspjevši u svih 10 pokušaja za otprilike devet minuta svaki. To im je pomoglo da čitaju zaštićenu memoriju brzinom od otprilike pet bajtova u sekundi - sporo, ali dovoljno brzo da lociraju i kopiraju "/etc/shadow", datoteku koja pohranjuje hash root lozinke sustava, u polovici pokušaja

U radu se predlaže drugo čišćenje mehanizma za predviđanje, kada prekid završi. To se čini izvedivim na AMD-u. Na Intelu se može obiti o glavu: Budući da se napad oslanja na prekid koji ostavlja konzistentno stanje, a ne neko određeno, standardni popravak mogao bi učiniti napad pouzdanijim, a ne manje. Noviji Intelovi čipovi uključuju namjensku instrukciju koja, čini se, pomaže.

Druga opcija, blokiranje prekida tijekom ranjivog prozora, vjerojatno bi previše koštala performansi da bi bila praktična.

Trujillo i Yan su početkom veljače obavijestili AMD i Intel, a u ožujku su kontaktirali održavatelje Linux kernela, koordinirajući s AMD-om upozorenja pružatelja usluga u oblaku i drugih korisnika. AMD je potom objavio zakrpu koja ublažava napad, a koju možete dobiti ažuriranjem operativnog sustava. Njihov kod je javno dostupan.

Istraživanje je djelomično podržao Ured za znanstvena istraživanja američkog ratnog zrakoplovstva u okviru nagrade koju je dodijelilo američko Ministarstvo rata, te ACE, jedan od sedam centara u programu JUMP 2.0, koji sponzorira američka Agencija za napredne istraživačke projekte obrane (DARPA). Predstavljeno je ovog mjeseca na Black Hat USA i USENIX Security.

Čita rad znanstvenika MIT CSAIL-a možete pronaći na ovoj poveznici.