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[15115] 2020-03-10_研究揭露AMD处理器存在漏洞，可致两种新型侧信道攻击

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2020-03-10_研究揭露AMD处理器存在漏洞，可致两种新型侧信道攻击 研 究 揭 露 A M D 处 理 器 存 在 漏 洞 ， 可 致 两 种 新 型 侧 信 道 攻 击 S a n d r a 1 4 3 2   F r e e B u f   2 0 2 0 - 0 3 - 1 0 根 据 最 新 发 布 的 研 究 ， 从 根 据 最 新 发 布 的 研 究 ， 从 2 0 1 1 年 至 年 至 2 0 1 9 年 ， 年 ， A M D 处 理 器 一 直 存 在 以 前 从 未 公 开 的 漏 洞 ， 这 些 漏 洞 使 它 们 容 易 处 理 器 一 直 存 在 以 前 从 未 公 开 的 漏 洞 ， 这 些 漏 洞 使 它 们 容 易 受 到 两 种 新 型 的 侧 信 道 攻 击 。 受 到 两 种 新 型 的 侧 信 道 攻 击 。 这 种 新 型 的 潜 在 攻 击 手 段 被 称 为 “ T a k e   A   W a y ” ， 利 用 A M D   B u l l d o z e r 微 体 系 结 构 中 的 L 1 数 据 （ L 1 D ） 缓 存 预 测 变 量 ， 从 处 理 器 获 取 敏 感 数 据 ， 并 在 恢 复 加 密 过 程 中 使 用 密 钥 ， 这 对 设 备 安 全 产 生 极 大 的 威 胁 。 这 项 研 究 由 格 拉 茨 技 术 大 学 和 计 算 机 科 学 与 随 机 系 统 研 究 所 （ I R I S A ） 的 一 个 研 究 团 队 发 表 ， 他 们 于 2 0 1 9 年 8 月 向 A M D 披 露 了 这 些 漏 洞 。 A M D 在 其 网 站 上 发 布 的 一 份 咨 询 报 告 中 说 ： “ 我 们 注 意 到 一 份 新 的 白 皮 书 ， 该 白 皮 书 声 称 可 以 利 用 A M D   C P U 的 潜 在 漏 洞 ， 恶 意 行 为 者 借 此 可 以 操 纵 与 缓 存 相 关 的 功 能 ， 从 而 可 能 以 意 想 不 到 的 方 式 传 输 用 户 数 据 。 ” “ 然 后 ， 研 究 人 员 将 该 数 据 路 径 与 现 有 的 恢 复 软 件 或 推 测 的 侧 通 道 漏 洞 进 行 配 对 。 A M D 认 为 这 些 不 是 新 型 攻 击 。 ” 尽 管 该 通 知 并 未 具 体 说 明 防 范 攻 击 的 细 节 ， 但 该 论 文 的 主 要 研 究 人 员 之 一 V e d a d   H a d ž i ć 表 示 ， 该 漏 洞 利 用 活 动 仍 然 很 活 跃 。 随 着 英 特 尔 C P U 审 查 出 一 系 列 漏 洞 问 题 ， 从 M e l t d o w n ， S p e c t r e ， Z o m b i e L o a d 到 最 近 无 法 修 补 的 C S M E 固 件 缺 陷 ， 该 研 究 提 醒 人 们 ， 处 理 器 架 构 要 完 全 没 有 威 胁 是 不 可 能 的 。 值 得 注 意 的 是 ， 研 究 中 列 出 的 一 些 合 作 者 也 没 有 发 现 M e l t d o w n ， S p e c t r e 和 Z o m b i e L o a d 漏 洞 。 C o l l i d e + P r o b e 和 和 L o a d + R e l o a d 与 I n t e l   S p e c t r e 攻 击 一 样 ， 这 两 种 新 型 攻 击 被 称 为 “ C o l l i d e + P r o b e ” 和 “ L o a d + R e l o a d ” ， 利 用 上 述 提 及 的 L 1 D 缓 存 预 测 变 量 ， 可 以 访 问 原 本 不 可 访 问 的 数 据 。 研 究 人 员 概 述 说 ： “ 借 助 C o l l i d e + P r o b e ， 攻 击 者 可 以 在 分 时 共 享 逻 辑 内 核 时 监 视 受 害 者 的 内 存 访 问 ， 而 无 需 了 解 物 理 地 址 或 共 享 内 存 。 通 过 L o a d + R e l o a d ， 我 们 利 用 预 测 器 的 方 式 在 同 一 物 理 内 核 上 获 得 受 害 者 的 高 精 度 内 存 访 问 跟 踪 。 ”
L 1 D 缓 存 预 测 变 量 是 一 种 优 化 机 制 ， 旨 在 减 少 与 访 问 内 存 中 缓 存 数 据 相 关 的 功 耗 ： “ 预 测 变 量 使 用 虚 拟 地 址 上 未 记 录 的 哈 希 函 数 来 计 算 μ T a g 。 该 μ T a g 用 于 在 预 测 表 中 查 找 L 1 D 缓 存 方 式 。 因 此 ， C P U 必 须 仅 以 一 种 方 式 比 较 缓 存 标 记 ， 而 不 是 所 有 可 能 的 方 式 ， 以 此 来 降 低 功 耗 。 ” 新 发 现 的 缓 存 攻 击 通 过 反 向 哈 希 函 数 工 程 来 跟 踪 L 1 D 缓 存 的 内 存 访 问 而 起 作 用 。 虽 然 C o l l i d e + P r o b e 在 A M D 的 L 1 D 缓 存 预 测 变 量 中 利 用 了 μ T a g 冲 突 ， 但 L o a d   +   R e l o a d 却 利 用 了 预 测 变 量 处 理 内 存 中 别 名 地 址 的 方 式 。 换 句 话 说 ， 可 以 使 用 这 两 种 攻 击 技 术 从 另 一 个 进 程 中 窃 取 敏 感 数 据 ， 与 攻 击 者 或 在 C P U 的 不 同 逻 辑 内 核 上 运 行 的 同 一 进 程 ， 共 享 相 同 内 存 。 为 了 证 明 侧 信 道 攻 击 的 影 响 ， 研 究 人 员 建 立 了 一 个 缓 存 隐 式 通 道 ， 从 A M D   C P U 上 运 行 的 进 程 中 提 取 数 据 到 另 一 个 隐 蔽 的 进 程 中 ， 利 用 8 0 个 通 道 实 现 最 大 传 输 速 率 5 8 8 . 9 k B   /   s ， 同 时 ， 在 A M D   R y z e n   T h r e a d r i p p e r   1 9 2 0 X 处 理 器 上 并 行 执 行 。 随 着 越 来 越 多 的 主 流 云 平 台 比 如 A m a z o n 、 G o o g l e 和 M i c r o s o f t 采 用 A M D 的 E P Y C 处 理 器 ， 在 云 环 境 中 的 攻 击 也 引 起 了 人 们 的 极 大 关 注 。 此 外 ， 安 全 研 究 人 员 能 够 绕 过 浏 览 器 中 的 地 址 空 间 布 局 随 机 化 （ A S L R ） ， 从 而 成 功 地 在 某 些 常 见 的 浏 览 器 （ 即 C h r o m e 和 F i r e f o x ） 上 发 起 C o l l i d e   +   P r o b e 攻 击 ， 减 少 了 熵 并 找 到 了 地 址 信 息 。 A S L R 是 一 种 安 全 性 操 作 ， 用 于 随 机 化 和 屏 蔽 C P U 内 存 中 代 码 和 关 键 数 据 区 域 的 确 切 位 置 。 换 句 话 说 ， 它 阻 止 了 潜 在 的 攻 击 者 猜 测 目 标 地 址 并 跳 转 到 内 存 中 的 特 定 区 域 。 研 究 人 员 指 出 ： “ 在 F i r e f o x 中 ， 我 们 能 够 将 熵 降 低 1 5 位 ， 成 功 率 为 9 8 ％ ， 平 均 运 行 时 间 为 2 . 3 3   s （ σ =   0 . 0 3 s ， n   = 1 0 0 0 ） 。 使 用 C h r o m e ， 我 们 可 以 减 少 数 位 ， 成 功 率 为 8 6 . 1 ％ ， 平 均 运 行 时 间 为 2 . 9 0 秒 （ σ =   0 . 2 5 秒 ， n   =   1 0 0 0 ） 。 ” 随 后 ， 研 究 人 员 使 用 相 同 的 C o l l i d e + P r o b e 攻 击 来 尝 试 泄 露 内 核 的 内 存 数 据 ， 甚 至 从 T 表 中 恢 复 加 密 密 钥 ， 使 用 A E S 密 码 存 储 加 密 操 作 的 中 间 数 据 。 防 范 此 类 攻 击 防 范 此 类 攻 击 目 前 已 经 可 以 通 过 各 种 纯 硬 件 、 硬 件 和 软 件 的 更 改 以 及 纯 软 件 的 解 决 方 案 来 防 范 这 两 种 攻 击 ， 其 中 包 括 以 允 许 动 态 地 暂 时 禁 用 预 测 变 量 的 方 式 和 清 除 状 态 的 方 式 设 计 处 理 器 。 内 核 模 式 和 用 户 模 式 之 间 切 换 时 清 除 预 测 变 量 的 模 式 状 态 。 这 不 是 第 一 次 发 现 A M D 处 理 器 容 易 受 到 包 括 S p e c t r e 在 内 的 C P U 攻 击 的 影 响 ， 因 此 ， 该 公 司 也 发 布 了 大 量 补 丁 程 序 。
A M D 是 否 会 修 复 研 究 中 新 揭 露 的 漏 洞 目 前 尚 不 清 楚 。 * 参 考 来 源 ： 参 考 来 源 ： T h e h a c k e r n e w s ， ， S a n d r a 1 4 3 2 编 译 ， 转 载 请 注 明 来 自 编 译 ， 转 载 请 注 明 来 自 F r e e B u f . C O M 精 彩 推 荐 精 彩 推 荐
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