幽靈漏洞新變種，威脅英特爾和AMD處理器預(yù)計(jì)影響數(shù)十億電腦
3年前困擾英特爾和AMD處理器的幽靈漏洞又回來了。
5月6日消息，一組弗吉尼亞大學(xué)和加州大學(xué)圣地亞哥分校的學(xué)者發(fā)現(xiàn)了幽靈漏洞新變種，它可以繞過當(dāng)前處理器上所有針對(duì)幽靈漏洞的防護(hù)措施，幾乎可以將所有設(shè)備一網(wǎng)打盡，包括臺(tái)式機(jī)、筆記本電腦、云服務(wù)器和智能手機(jī)。
Spectre和Meltdown的披露在某種程度上打開了一扇閘門，在此后的幾年里，無盡的攻擊變種被曝光，即使像英特爾、ARM和AMD這樣的芯片制造商一直在努力加入防御措施，以緩解惡意代碼直接從計(jì)算機(jī)內(nèi)核內(nèi)存中讀取密碼、加密密鑰和其他有價(jià)值的信息。
Spectre的核心是一種時(shí)序攻擊的側(cè)信道攻擊，它打破了不同應(yīng)用程序之間的隔離，并利用CPU硬件實(shí)現(xiàn)中的一種稱為推測執(zhí)行的優(yōu)化方法，欺騙程序訪問內(nèi)存中的任意位置，從而竊取信息。
研究人員表示：“Spectre攻擊誘使處理器沿著錯(cuò)誤的路徑執(zhí)行指令，即使處理器恢復(fù)并正確地執(zhí)行任務(wù)，黑客也可以在處理器走錯(cuò)路時(shí)訪問機(jī)密數(shù)據(jù)。”
新的攻擊方法利用了所謂的微操作緩存(又稱微操作或μops)，這是一個(gè)將機(jī)器指令分解成更簡單的命令并加快計(jì)算速度的片上組件，作為泄露秘密信息的一個(gè)側(cè)面渠道。自2011年以來，基于英特爾生產(chǎn)的機(jī)器中已經(jīng)內(nèi)置了微運(yùn)算緩存。
它是一組安裝在芯片上的組件，作為竊取秘密信息的側(cè)信道，可以將機(jī)器指令分解為更簡單的命令，并加快計(jì)算速度。自2011年以來，微型操作緩存已經(jīng)被內(nèi)置到基于英特爾的機(jī)器中。
“英特爾對(duì)幽靈漏洞提出的防御方案是LFENCE，將敏感代碼放置在等待區(qū)等待執(zhí)行安全檢查，之后敏感代碼才允許被執(zhí)行。”弗吉尼亞大學(xué)的助理教授和該研究的共同作者Ashish Venkat表示，“但事實(shí)證明，等候區(qū)也是有遺漏的，新的攻擊正是利用了這一點(diǎn)。我們將展示攻擊者如何通過微操作緩存作為秘密通道來竊取信息。”
研究人員解釋到，在AMD Zen微架構(gòu)上，可以利用微操作披露的原始信息，實(shí)現(xiàn)帶寬為250Kbps，錯(cuò)誤率為5.59%或168.58Kbps的隱蔽數(shù)據(jù)傳輸通道。
英特爾在指導(dǎo)方針中建議遵守恒定時(shí)間編程原則，這種做法說起來容易做起來難，因?yàn)閮H靠軟件修改無法充分緩解投機(jī)執(zhí)行帶來的威脅。
值得慶幸的是，利用Spectre漏洞很困難。為了防止新的攻擊，研究人員建議刷新微操作緩存，這種技術(shù)首先抵消了使用緩存獲得的性能好處，利用性能計(jì)數(shù)器來檢測微操作緩存中的異常情況，并根據(jù)分配給代碼的權(quán)限級(jí)別對(duì)其進(jìn)行區(qū)分，防止未授權(quán)代碼獲得更高的權(quán)限。
研究人員表示："微操作緩存作為一個(gè)側(cè)信道，有以下幾點(diǎn)危險(xiǎn)之處。首先，它繞過了所有將緩存作為側(cè)信道的技術(shù)。第二，這些攻擊未被現(xiàn)有的惡意軟件配置文件檢測到。第三，由于微操作緩存位于管道的前端，在執(zhí)行之前，某些通過限制投機(jī)性緩存更新來緩解Spectre和其他瞬時(shí)執(zhí)行攻擊的防御措施，仍然容易受到微操作緩存的攻擊。"
