3月8日消息，一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)了攻擊英特爾處理器的新手段。該手段利用英特爾CoffeeLake和Skylake處理器的環(huán)形互連設(shè)計(jì)，發(fā)起側(cè)通道攻擊竊取敏感數(shù)據(jù)。
該發(fā)現(xiàn)由伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校的一組學(xué)者發(fā)布，預(yù)計(jì)將在今年8月舉行的USENIX安全研討會(huì)上發(fā)表。
盡管先前已證明，針對CPU微架構(gòu)的信息泄漏攻擊，可以打破用戶應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)之間的隔離，讓惡意程序訪問其他程序使用的內(nèi)存(如Meltdown和Spectre)，但新的攻擊利用了環(huán)形互連的爭用。
SoC環(huán)形互連是一種以環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)排列的在模總線，它實(shí)現(xiàn)了不同組件(又稱代理)之間的進(jìn)程內(nèi)通信，如內(nèi)核、最后一級緩存(LLC)、圖形單元和安置在CPU內(nèi)部的系統(tǒng)代理。每個(gè)環(huán)形代理通過環(huán)止點(diǎn)與環(huán)通信。
為了測試這種假設(shè)，研究人員對環(huán)形互連的協(xié)議進(jìn)行了逆向工程，以探索兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)程引起環(huán)形爭奪的條件，進(jìn)而利用這些條件建立一個(gè)容量為4.18Mbps的隱蔽通道。研究人員表示，這是迄今為止不依賴共享內(nèi)存的跨核通道的最大容量，不同于Flush+Flush或Flush+Reload。
"關(guān)鍵是，這種攻擊手段與之前的不同，它不依賴于共享內(nèi)存、緩存集、核心私有資源或任何特定的非核心結(jié)構(gòu)，"該研究的作者之一RiccardoPaccagnella說。"因此，它們很難使用現(xiàn)有的'域隔離'技術(shù)來緩解。"
研究人員觀察到，一個(gè)環(huán)停總是優(yōu)先考慮已經(jīng)在環(huán)上的流量，而不是從其代理進(jìn)入的新流量，當(dāng)現(xiàn)有的環(huán)上流量延遲注入新的環(huán)上流量時(shí)，就會(huì)發(fā)生爭奪。
英特爾處理器內(nèi)核，環(huán)形互連架構(gòu)，來源：TheHackerNews
掌握了這些信息，攻擊者就可以測量與惡意進(jìn)程相關(guān)的內(nèi)存訪問延遲，該延遲是因?yàn)槭芎φ哌M(jìn)程的內(nèi)存訪問導(dǎo)致帶寬容量飽和。然而，這就需要惡意進(jìn)程在其私有緩存(L1-L2)中持續(xù)存在失誤，并從目標(biāo)LLC片斷執(zhí)行加載。
這樣一來，由于環(huán)形競爭而導(dǎo)致LLC的存儲器負(fù)載出現(xiàn)反復(fù)延遲，攻擊者可以利用這些測量結(jié)果作為側(cè)通道，從易受攻擊的EdDSA和RSA實(shí)現(xiàn)中泄露密鑰位，并通過提取受害用戶輸入鍵盤的精確時(shí)間來重建密碼。
具體來說，"一個(gè)了解我們逆向工程工作的攻擊者，可以利用這樣的設(shè)置方式，以保證其負(fù)載與第一個(gè)進(jìn)程的負(fù)載競爭，利用緩解措施搶先調(diào)度緩存攻擊，使受害者的負(fù)載在緩存中失誤，在受害者計(jì)算時(shí)監(jiān)視環(huán)爭用，然后用機(jī)器學(xué)習(xí)分類器對跟蹤和泄漏位消噪。"
該研究也標(biāo)志著基于環(huán)爭用的微架構(gòu)通道，首次被用來計(jì)時(shí)攻擊(注：計(jì)時(shí)攻擊是側(cè)信道攻擊的一種)，以推斷受害者輸入的敏感數(shù)據(jù)。
針對此次披露的信息，英特爾將這些攻擊歸類為"傳統(tǒng)側(cè)通道"，這些攻擊通常利用執(zhí)行時(shí)間上的差異來推斷信息。
英特爾建議，在應(yīng)對利用加密實(shí)現(xiàn)的定時(shí)攻擊時(shí)，遵循恒定時(shí)間編程原則：
運(yùn)行時(shí)與秘密值無關(guān)
指令的執(zhí)行順序(即代碼訪問模式)與秘密值無關(guān)
內(nèi)存操作數(shù)的加載和存儲順序(即數(shù)據(jù)訪問模式)與秘密值無關(guān)
參考鏈接：https://thehackernews.com/2021/03/malware-can-exploit-new-flaw-in-intel.html
