Tấn công kênh kề mới vào bộ xử lý của Intel, ARM, IBM và AMD

Tường Minh
30/10/2020 14:00
D

Nguyên nhân của một số cuộc tấn công thực hành suy đoán (speculative execution) trước đây như Meltdown và Foreshadow để chống lại các bộ xử lý hiện đại, bị hiểu sai là do hiệu ứng tìm nạp trước (prefetching effect), dẫn đến việc các nhà cung cấp phần cứng phát hành các bản vá và biện pháp đối phó không hoàn chỉnh.

Một nhóm các học giả đến từ Đại học Công nghệ Graz và Trung tâm CISPA Helmholtz về An toàn thông tin đã chia sẻ những phát hiện của mình. Họ cho biết lý do chính xác tại sao các địa chỉ nhân (kernel) được lưu vào bộ nhớ đệm ngay từ đầu, cũng như đưa ra một số cuộc tấn công mới khai thác các vấn đề cơ bản chưa được xác định trước đây, cho phép kẻ tấn công lấy cắp dữ liệu nhạy cảm.

Nghiên cứu mới này giải thích các cuộc tấn công vi kiến trúc thực chất được gây ra bởi việc tham chiếu suy đoán của các thanh ghi user-space trong nhân. Điều này không chỉ tác động đến các CPU Intel gần đây với các bản vá phần cứng mới nhất, mà còn tác động đến một số bộ xử lý hiện đại của ARM, IBM và AMD mà trước đây được cho là không bị ảnh hưởng.

Các nhà nghiên cứu cho biết, những ảnh hưởng được báo cáo trong một số bài báo học thuật trong  4 năm qua không được hiểu đúng, dẫn đến những giả định không chính xác về các biện pháp đối phó. “Hiệu ứng tìm nạp trước thực tế không liên quan đến các câu lệnh tìm nạp trước bằng phần mềm hoặc hiệu ứng tìm nạp trước trên phần cứng do quyền truy cập bộ nhớ, mà thay vào đó là do sự tham chiếu suy đoán của các thanh ghi user-space trong kernel.”Bên cạnh việc phân tích nguyên nhân sâu xa thực sự của hiệu ứng tìm nạp trước, một số phát hiện chính khác từ nghiên cứu trên là:

Nguyên nhân của một số cuộc tấn công thực hành suy đoán (speculative execution) trước đây như Meltdown và Foreshadow để chống lại các bộ xử lý hiện đại, bị hiểu sai là do hiệu ứng tìm nạp trước (prefetching effect), dẫn đến việc các nhà cung cấp phần cứng phát hành các bản vá và biện pháp đối phó không hoàn chỉnh.

- Một số cuộc tấn công mới khai thác nguyên nhân gốc cơ bản, bao gồm tấn công dịch địa chỉ (address-translation) trong ngữ cảnh hạn chế, rò rỉ trực tiếp các giá trị thanh ghi trong các tình huống cụ thể, và khai thác Foreshadow đầu cuối tới dữ liệu non-L1.

- Một dạng tấn công kênh ngầm xuyên lõi mới (cross-core covert channel) trong một số trường hợp có thể cho phép kẻ tấn công quan sát bộ nhớ đệm của địa chỉ (hoặc giá trị) được lưu trữ trong một thanh ghi mà không cần dựa vào bộ nhớ được chia sẻ.

- Các tiện ích tìm nạp trước Spectre có thể trực tiếp làm rò rỉ dữ liệu. Điều này không chỉ khiến tấn công ZombieLoad hiệu quả trên CPU Intel dẫn tới rò rỉ dữ liệu nhạy cảm từ bộ nhớ đệm hoặc bộ nhớ bên trong, mà còn tác động tới các CPU khác không phải của Intel.

- Trong một số cuộc tấn công như Rowhammer, tấn công bộ nhớ cache và DRAMA, các vấn đề về tham chiếu suy đoán có thể cho phép kẻ tấn công khôi phục địa chỉ vật lý của các biến JavaScript và lấy thông tin nhờ thực thi tạm thời từ xa thông qua trình duyệt web.

Ngoài ra, các nhà nghiên cứu cũng chứng minh rằng lỗ hổng Foreshadow trên CPU Intel có thể bị khai thác ngay cả khi các bản vá khuyến nghị đang được kích hoạt. Điều này có thể thực hiện được do cuộc tấn công có thể được thực hiện trên dữ liệu không nằm trong bộ nhớ đệm L1 trên các phiên bản nhân có chứa các tiện ích tìm nạp trước.

Từ tấn công dịch địa chỉ đến Foreshadow

Phần mềm hệ thống dựa vào cơ chế dịch địa chỉ của CPU để thực hiện cách ly giữa các tiến trình  khác nhau. Mỗi tiến trình có không gian bộ nhớ ảo riêng và không thể tùy ý truy cập các địa chỉ bộ nhớ vật lý bên ngoài. Do đó, dịch địa chỉ được chương trình sử dụng như một lớp trung gian ánh xạ không gian địa chỉ ảo đến địa chỉ vật lý. Không gian địa chỉ ảo cũng bao gồm một không gian địa chỉ nhân để chứa các luồng nhân Linux, giúp phần cứng bên dưới dễ dàng xử lý các lệnh đặc quyền từ các luồng người dùng trong chế độ nhân.

Trong khi các nhân của hệ điều hành có thể được bảo mật trước các cuộc tấn công kênh kề tìm nạp trước thông qua một kỹ thuật được gọi là cách ly bảng trang nhân (Kernel Page-Table Isolation - KPTI hoặc KAISER). Kỹ thuật này thực hiện cách ly nghiêm ngặt giữa user-space và nhân để phần cứng không giữ bất kỳ thông tin nào về địa chỉ nhân trong khi đang chạy ở chế độ người dùng.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng, KPTI  không đảm bảo bảo vệ hoàn toàn khỏi các cuộc tấn công dịch địa chỉ khi kẻ tấn công cố gắng kiểm tra xem hai địa chỉ ảo khác nhau có ánh xạ đến cùng một địa chỉ vật lý hay không. Nói cách khác, tấn công dịch địa chỉ cho phép các ứng dụng không có đặc quyền thực hiện tìm nạp các địa chỉ nhân tùy ý vào bộ nhớ đệm, và do đó phân giải địa chỉ ảo thành địa chỉ vật lý trên các hệ thống Linux 64 bit.

Hướng suy nghĩ ban đầu là các cuộc tấn công như vậy có liên quan đến các câu lệnh tìm nạp trước, nhưng phát hiện mới đã chứng minh ngược lại. Từ đó xác nhận rằng, KPTI không phải là một biện pháp đối phó hoàn chỉnh chống lại các cuộc tấn công kênh kề vi kiến trúc đối với sự cách ly nhân.

Thay vào đó, một công cụ tên là Spectre-BTB- SA-IP (Branch Target Buffer, Same Address, In- Place) được khai thác để gây rò rỉ thông tin, tạo ra thực hành suy đoán và có thể dẫn đến các cuộc tấn công lợi dụng lỗ hổng Meltdown và Foreshadow bằng cách bỏ qua bản vá L1TF hiện tại.

Spectre-BTB-SA-IP là một biến thể của lỗ hổng Spectre khai thác bộ đệm mục tiêu nhánh (Branch Target Buffer) - một thành phần giống như bộ nhớ đệm trong các CPU được sử dụng để dự đoán nhánh, nhằm thực hiện các cuộc tấn công trong cùng một không gian địa chỉ và cùng một vị trí nhánh.

Các nhà nghiên cứu cho biết, hiệu ứng tìm nạp trước tương tự có thể được sử dụng để thực hiện tấn công Foreshadow. Nếu có bí mật trong bộ nhớ đệm L3 và địa chỉ bản đồ vật lý trực tiếp được tham chiếu trong nhân hypervisor, thì dữ liệu có thể được tìm nạp vào L1. Điều này cho phép thực hiện tấn công Foreshadow ngay cả khi bản vá cho Foreshadow được kích hoạt trong khi các bản vá Spectre-BTB không kích hoạt. Hệ quả là có thể thực hiện tấn công Foreshadow trên các nhân cũ hơn đã được vá lỗ hổng Foreshadow cùng tất cả các biện pháp được kích hoạt, và trên một nhân được vá đầy đủ nếu các bản vá Spectre-v2 bị vô hiệu hóa.

Kích hoạt bản vá Spectre-BTB như Retpoline

Để nhấn mạnh tác động của các cuộc tấn công kênh kề, các nhà nghiên cứu đã thiết lập một kênh ngầm dựa trên bộ nhớ đệm để tách dữ liệu từ một tiến trình chạy trên CPU Intel Core i7-6500U sang một tiến trình ẩn khác, với tốc độ truyền 10 bit/s để chuyển tiếp tổng cộng 128 byte đến tiến trình nhận.

Ngoài ra, các nhà nghiên cứu cho biết có thể  làm rò rỉ nội dung thanh ghi từ vùng bao SGX của CPU Intel, bằng cách sử dụng một thanh ghi được tham chiếu suy đoán (gọi là “bẫy tham chiếu ngược”- dereference trap) để khôi phục một giá trị 32 bit được lưu trữ trong thanh ghi 64 bit trong 15 phút.

Cuối cùng, một số cuộc tấn công nhất định hiện có thể được thực hiện từ xa thông qua JavaScript trong trình duyệt web, và điền vào các thanh ghi   64 bit, với giá trị mà kẻ tấn công kiểm soát trong JavaScript bằng cách sử dụng WebAssembly.

Để giảm thiểu các cuộc tấn công này, các CPU hiện tại được khuyến nghị kích hoạt các bản vá Spectre-BTB, bao gồm Retpoline, nhằm mục đích ngăn chặn việc chèn mục tiêu nhánh bằng cách cách ly các nhánh gián tiếp khỏi thực hành suy đoán.

Theo An toàn Thông tin

Bình luận

Tối thiểu 10 chữ Tiếng việt có dấu Không chứa liên kết

Gửi bình luận

Tin cùng chuyên mục

An ninh mạng ngành Hàng hải: An toàn cho vận tải biển

An ninh mạng ngành Hàng hải: An toàn cho vận tải biển

Cảnh báo bảo mật với những ngôi nhà thông minh được kết nối Internet

Cảnh báo bảo mật với những ngôi nhà thông minh được kết nối Internet

Kiến trúc công nghệ xây dựng kho lưu trữ điện tử tại các cơ quan Đảng

Kiến trúc công nghệ xây dựng kho lưu trữ điện tử tại các cơ quan Đảng

Tìm thấy lỗ hổng nghiêm trọng trên các thiết bị QNAP NAS

Tìm thấy lỗ hổng nghiêm trọng trên các thiết bị QNAP NAS

Các ngân hàng có giải pháp gì trong việc bảo mật thanh toán trực tuyến

Các ngân hàng có giải pháp gì trong việc bảo mật thanh toán trực tuyến

Bảo vệ dữ liệu doanh nghiệp: Vấn đề sống còn trong kỷ nguyên số

Bảo vệ dữ liệu doanh nghiệp: Vấn đề sống còn trong kỷ nguyên số

Khoảng 95% các vụ gian lận tài chính liên quan đến người dùng thẻ trực tuyến

Khoảng 95% các vụ gian lận tài chính liên quan đến người dùng thẻ trực tuyến

Các tổ chức đối phó với mối đe dọa ngày càng tăng của ransomware như thế nào?

Các tổ chức đối phó với mối đe dọa ngày càng tăng của ransomware như thế nào?

Huawei cam kết chủ động đóng góp tích cực cho hệ sinh thái an ninh mạng

Huawei cam kết chủ động đóng góp tích cực cho hệ sinh thái an ninh mạng

Doanh nghiệp có nên thuê ngoài giải pháp bảo mật?

Doanh nghiệp có nên thuê ngoài giải pháp bảo mật?

Phát hiện lỗ hổng nguy hiểm trên Microsoft 365

Phát hiện lỗ hổng nguy hiểm trên Microsoft 365

Bảo vệ an ninh mạng và cơ sở hạ tầng trọng yếu tại một số quốc gia trên thế giới

Bảo vệ an ninh mạng và cơ sở hạ tầng trọng yếu tại một số quốc gia trên thế giới

Tin mới cập nhật

Ứng dụng công nghệ GIS để xây dựng đô thị thông minh đáng sống

Ứng dụng công nghệ GIS để xây dựng đô thị thông minh đáng sống

8 lưu ý khi sử dụng ứng dụng để gia tăng không gian lưu trữ trên điện thoại

8 lưu ý khi sử dụng ứng dụng để gia tăng không gian lưu trữ trên điện thoại

NuraTrue Pro tai nghe không dây đầu tiên hỗ trợ aptX Lossless

NuraTrue Pro tai nghe không dây đầu tiên hỗ trợ aptX Lossless

Đại nhạc hội Take me to the Sun đến Đà Nẵng tối 9/7

Đại nhạc hội Take me to the Sun đến Đà Nẵng tối 9/7

EVN nói gì về sự cố một số trạm biến áp ở miền Bắc chiều ngày 4/7

EVN nói gì về sự cố một số trạm biến áp ở miền Bắc chiều ngày 4/7

Bóng đá Việt Nam liên tiếp nhận tài trợ lớn

Bóng đá Việt Nam liên tiếp nhận tài trợ lớn

Bi kịch của những người không hiểu về rủi ro của tiền số

Bi kịch của những người không hiểu về rủi ro của tiền số

Không tiêm vaccine mũi 3, 4, miễn dịch cộng đồng sẽ suy giảm

Không tiêm vaccine mũi 3, 4, miễn dịch cộng đồng sẽ suy giảm

Đóng cửa xả đáy cuối cùng NMTĐ Hòa Bình lúc 21h ngày 4/7/2022

Đóng cửa xả đáy cuối cùng NMTĐ Hòa Bình lúc 21h ngày 4/7/2022

Điểm mặt 4 smartphone đáng mong chờ ra mắt cuối năm 2022

Điểm mặt 4 smartphone đáng mong chờ ra mắt cuối năm 2022

Nayeon là nghệ sĩ solo K-pop đầu tiên trong lịch sử lọt top 10 BXH Billboard 200

Nayeon là nghệ sĩ solo K-pop đầu tiên trong lịch sử lọt top 10 BXH Billboard 200

Mamonth - cỗ máy hút khí CO2 lớn nhất thế giới

Mamonth - cỗ máy hút khí CO2 lớn nhất thế giới

Tin đọc nhiều

An ninh mạng ngành Hàng hải: An toàn cho vận tải biển

An ninh mạng ngành Hàng hải: An toàn cho vận tải biển

Cảnh báo bảo mật với những ngôi nhà thông minh được kết nối Internet

Cảnh báo bảo mật với những ngôi nhà thông minh được kết nối Internet

Tìm thấy lỗ hổng nghiêm trọng trên các thiết bị QNAP NAS

Tìm thấy lỗ hổng nghiêm trọng trên các thiết bị QNAP NAS

Bảo vệ dữ liệu doanh nghiệp: Vấn đề sống còn trong kỷ nguyên số

Bảo vệ dữ liệu doanh nghiệp: Vấn đề sống còn trong kỷ nguyên số

Kỹ năng an toàn thông tin - 'Lỗ hổng lớn' trên không gian mạng của người dùng Việt

Kỹ năng an toàn thông tin - 'Lỗ hổng lớn' trên không gian mạng của người dùng Việt

Tin tặc tấn công dữ liệu vắc xin COVID-19 của Pfizer/BioNTech để làm gì?

Tin tặc tấn công dữ liệu vắc xin COVID-19 của Pfizer/BioNTech để làm gì?

Lỗ hổng vượt qua xác thực mã PIN mới ảnh hưởng tới thanh toán Visa

Lỗ hổng vượt qua xác thực mã PIN mới ảnh hưởng tới thanh toán Visa

Gần 80% người dùng bị nhận diện qua lịch sử duyệt web

Gần 80% người dùng bị nhận diện qua lịch sử duyệt web

Cảnh báo lỗ hổng Windows DNS Server có thể làm sập hệ thống doanh nghiệp

Cảnh báo lỗ hổng Windows DNS Server có thể làm sập hệ thống doanh nghiệp

Quy trình quản lý vật chứa bí mật nhà nước

Quy trình quản lý vật chứa bí mật nhà nước

Video xem nhiều

Giới thiệu chương trình bình chọn “Xe của năm 2022"

Giới thiệu chương trình bình chọn “Xe của năm 2022"

Mazda2 2021 Collection ra mắt Thái Lan: Bản nâng cấp vượt trội về công nghệ

Mazda2 2021 Collection ra mắt Thái Lan: Bản nâng cấp vượt trội về công nghệ

Đánh giá iPhone SE 2020: Nhiều công nghệ để yêu, ít chi tiêu

Đánh giá iPhone SE 2020: Nhiều công nghệ để yêu, ít chi tiêu

Clip: Những lưu ý khi sử dụng phương tiện công cộng trong đại dịch Covid-19

Clip: Những lưu ý khi sử dụng phương tiện công cộng trong đại dịch Covid-19

Xiaomi ra mắt Mi 10 và Mi 10 Pro: chip Snapdragon 865 và camera 108MP

Xiaomi ra mắt Mi 10 và Mi 10 Pro: chip Snapdragon 865 và camera 108MP

“Rắn tiên tri” dự đoán đội tuyển Việt Nam thắng Thái Lan

“Rắn tiên tri” dự đoán đội tuyển Việt Nam thắng Thái Lan

Một ngày trải nghiệm giấc mơ trở thành tay đua F1 chuyên nghiệp ở Nhật Bản

Một ngày trải nghiệm giấc mơ trở thành tay đua F1 chuyên nghiệp ở Nhật Bản

Bắc Sơn mây hát

Bắc Sơn mây hát

Trực tiếp: Apple ra mắt Iphone 11 tại Cupertino, California, Mỹ

Trực tiếp: Apple ra mắt Iphone 11 tại Cupertino, California, Mỹ

Kỷ niệm 74 năm ngày truyền thống ngành Bưu điện (15/8/1945 - 15/8/2019)

Kỷ niệm 74 năm ngày truyền thống ngành Bưu điện (15/8/1945 - 15/8/2019)

Mặt nạ LG Derma LED mask - Thiết bị làm đẹp da cá nhân

Mặt nạ LG Derma LED mask - Thiết bị làm đẹp da cá nhân

5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?

5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?

Bàn về tầm nhìn và các trụ cột của công nghệ thông tin di động 6G
04/03/2022
Chip xử lý A15 Bionic của Apple có gì mới
15/09/2021
Sex Education mùa 3 được Netflix công chiếu vào 17/9
14/09/2021
iPhone 13 không thay đổi nhiều về ngoại hình, camera được nâng cấp mạnh
13/09/2021
Cách xem trực tiếp sự kiện ra mắt iPhone 13 và Apple Watch 7
10/09/2021
VNEID của Bộ Công an khác các ứng dụng đang được vận hành?
10/09/2021
'Cái tôi' thời 4.0 và tính hai mặt của mạng xã hội
04/09/2021
'Muôn màu' cảm xúc của trẻ trong ngày khai giảng online
24/08/2021
Chủ tịch Chu Ngọc Anh giải toả 'ách tắc' về Giấy đi đường cho người dân Thủ đô
10/08/2021
Hàng loạt Macbook M1 tự dưng vỡ màn hình, Apple có đồng ý bảo hành?
02/08/2021
6 bộ phim hay nhất để xem trên VieON
29/01/2021
Bắc Ninh: Không ký kết triển khai dự án Owifi 5G với CSE Singapore
27/06/2020
Bị World Bank cấm dự thầu 7 năm, công ty Sao Bắc Đẩu thừa nhận sai sót
27/06/2020
Wefinex - Mô hình hoạt động đa cấp "đội lốt" đầu tài chính trên mạng internet
10/06/2020
Khai trừ MISA khỏi Câu lạc bộ Chữ ký số và Giao dịch điện tử Việt Nam
27/05/2020
Chuyển đổi số - Nên hiểu như thế nào cho đúng
25/05/2020
Chống thất thu thuế là thách thức lớn đối với nền kinh tế số
29/04/2020
Cách chuyển tập tin sang máy tính mới
10/11/2019
VNPT, MobiFone, VTC sẽ hoàn thành cổ phần hóa trước năm 2021
20/08/2019
5G thay đổi tương lai của bạn như thế nào?
26/07/2019
Nhận diện hành vi lừa đảo trên không gian mạng
25/07/2019
Truyền hình OTT - Hướng đi mới của các “nhà Đài”
24/07/2019
Tiến sĩ Trần Văn Mạnh (Trung tâm Khuyến nông Quốc gia) đánh giá, việc phát triển sản xuất rau ứng dụng công nghệ cao nói riêng và sản xuất nông nghiệp ứng dụng công nghệ cao nói chung là hướng đi đúng, tạo động lực mới cho ngành nông nghiệp Việt Nam.
Kinh nghiệm quá hữu ích. Cần phổ biến ngay cho các cháu nhỏ.
Chúc mừng ngày thành lập ngành Bưu điện Việt Nam
Bài viết rất hay và ý nghĩa về eKGIS và hội thảo CNTT. Cảm ơn tác giả
Tình yêu , cống hiến ,nổ lực đã vượt qua những trở ngại tưởng chừng như không bao giờ qua được. Chúc Mừng Con người Đẹp , chúng tôi luôn tự hào !
Giờ mình mới biết - Chúc mừng chúc mừng con người Đẹp
Một con người dùng cả một cuộc đời cho tình yêu thiên nhiên . Ông đã đóng góp cống hiến cho nghành thực vật học nước nhà bảo tồn phát triển những loài lan quí hiếm . Xin chúc ngài có một sinh nhật ngài ấm áp hạnh phúc bên người thân . Mong xã hội và trên toàn thế giới có nhiều người tâm huyết như ông . Xin chúc cho tình cảm hữu nghị giữa hai đất nước TL & VN luôn bền chặt và thắm thiết . VN luôn yêu quí các bạn !
Con này chắc không bằng con Netgear Orbi RBS40 đâu mình đã dùng thử và đã lắp đặt nhiều nhà , cơ quan, resort , văn phòng , showroom . Con netgear Orbi có app kiểm tra từ xa và loại đối tượng thông qua tắt ip đối tượng đó
Nhu cầu tuyển dụng tăng gấp đột biến 4 lần trong một thời gian ngắn điều đó phản ánh tỉ lệ thất nghiệp trong những tháng đầu năm là 3/4 do ảnh hưởng của đại dịch covid-19 đây là một điều đáng buồn, rồi các cử nhân, kỹ sư sẽ đi đâu về đâu trong giai đoạn bất ổn này. Để cân bằng lại có thể mất một thời gian dài.