BranchScope — новая атака на механизм спекулятивного выполнения косвенных переходов в CPU
28 марта 2018 года
Группа исследователей из американских учебных заведений, среди которых Дмитрий Евтюшкин и Дмитрий Пономарёв, разработали новый метод атаки на процессоры, поддерживающие спекулятивное выполнение инструкций. Метод получил название BranchScope и представляет собой вариант атаки по сторонним каналам, восстанавливающий из процессорного кэша остаточные данные, сохранённые в результате активности блока предсказания переходов.
Концептуально предложенный метод напоминает второй вариант атаки Spectre, но отличается способом создания условий для влияния на состояние блока предсказания переходов с целью совершения целенаправленного спекулятивного перехода и оседания в кэше извлечённого из памяти адреса косвенного перехода, который фактически является искомым значением. Вместо буфера предсказания ветвления (Branch Target Buffer) BranchScope вовлекает в атаку процесс выбора направления ветвления для спекулятивного перехода (directional branch predictor) и манипулирует содержимым таблицы с историей шаблонов переходов (PHT, Pattern History Table).
После выполнения спекулятивного косвенного перехода, считанный из памяти адрес перехода (задача атаки, чтобы адрес был взят из области восстанавливаемых данных), остаётся в кэше, после чего для его извлечения может применяться один из способов определения содержимого кэша на основе анализа изменения времени доступа к прокэшированным и не прокэшированным данным.
Атака может быть совершена непривилегированным пользователем и позволяет восстановить содержимое памяти других процессов и закрытых областей памяти, включая анклавы на базе технологии Intel SGX ( Software Guard Extensions). Метод был протестирован на процессорах Intel Sandy Bridge, Haswell и Skylake, и продемонстрировал уровень ошибок менее 1%.
Утверждается, что предложенный для Spectre V2 метод защиты (Retpoline) не эффективен против BranchScope, но для блокирования атаки предложен иной метод защиты, который может быть реализован как программно, так и на аппаратном уровне. По мнению компании Intel предложенная в обновлении микрокода техника защиты от первого варианта Spectre (на основе инструкции LFENCE) будет эффективна и для защиты от атаки BranchScope. Для защиты важных данных также могут применяться типовые криптографические методы защиты от утечки по сторонним каналам.
Источники
править
Любой участник может оформить статью: добавить иллюстрации, викифицировать, заполнить шаблоны и добавить категории.
Любой редактор может снять этот шаблон после оформления и проверки.
Комментарии
Если вы хотите сообщить о проблеме в статье (например, фактическая ошибка и т. д.), пожалуйста, используйте обычную страницу обсуждения.
Комментарии на этой странице могут не соответствовать политике нейтральной точки зрения, однако, пожалуйста, придерживайтесь темы и попытайтесь избежать брани, оскорбительных или подстрекательных комментариев. Попробуйте написать такие комментарии, которые заставят задуматься, будут проницательными или спорными. Цивилизованная дискуссия и вежливый спор делают страницу комментариев дружелюбным местом. Пожалуйста, подумайте об этом.
Несколько советов по оформлению реплик:
- Новые темы начинайте, пожалуйста, снизу.
- Используйте символ звёздочки «*» в начале строки для начала новой темы. Далее пишите свой текст.
- Для ответа в начале строки укажите на одну звёздочку больше, чем в предыдущей реплике.
- Пожалуйста, подписывайте все свои сообщения, используя четыре тильды (~~~~). При предварительном просмотре и сохранении они будут автоматически заменены на ваше имя и дату.
Обращаем ваше внимание, что комментарии не предназначены для размещения ссылок на внешние ресурсы не по теме статьи, которые могут быть удалены или скрыты любым участником. Тем не менее, на странице комментариев вы можете сообщить о статьях в СМИ, которые ссылаются на эту заметку, а также о её обсуждении на сторонних ресурсах.
