5 月 15 日消息，據(jù)外媒報(bào)道，一年多前，安全研究人員披露了英特爾和 AMD 銷售芯片中隱藏的兩大安全漏洞，即“熔毀”(Meltdown)和“幽靈”(Spectre)，它們讓世界上幾乎所有電腦都處于黑客攻擊的危險(xiǎn)之中。但就在芯片制造商爭相修復(fù)這些漏洞之際，研究人員再次警告稱，這些漏洞不是故事的結(jié)局，而是開始。“熔毀”和“幽靈”代表著一種新的安全漏洞，毫無疑問，它們將一次又一次地浮出水面。

　　今天，英特爾和安全研究人員共同宣布，他們在英特爾芯片中發(fā)現(xiàn)了另一個重大安全漏洞，它可以讓攻擊者竊取受害者的處理器接觸到的幾乎所有原始數(shù)據(jù)。事實(shí)上，最新發(fā)現(xiàn)包括四種不同的攻擊類型，它們都使用了類似的技術(shù)，并且都能夠從計(jì)算機(jī)的 CPU 向黑客竊取可能十分敏感的數(shù)據(jù)流。

　　MDS 攻擊

　　參與此次發(fā)現(xiàn)的研究人員來自奧地利 TU Graz 大學(xué)、荷蘭阿姆斯特丹 Vrije 大學(xué)、美國密歇根大學(xué)、澳大利亞阿德萊德大學(xué)、比利時 KU Leuven 大學(xué)、伍斯特理工學(xué)院、德國 Saarland 大學(xué)，以及安全公司 Cyberus、BitDefender、奇虎 360 和甲骨文。研究人員已經(jīng)將這類攻擊技術(shù)的變體命名為 ZombieLoad、Fallout 和 RIDL。英特爾本身將這些攻擊技術(shù)稱為微體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采樣攻擊(MDS)。

　　英特爾已經(jīng)要求所有研究人員對他們的發(fā)現(xiàn)保密，有些要保密一年以上，直到該公司能夠發(fā)布漏洞的修復(fù)程序。但與此同時，研究人員表示，該公司試圖淡化安全漏洞的嚴(yán)重性。他們警告稱，這些攻擊是英特爾硬件的一個嚴(yán)重安全漏洞，可能需要禁用其某些功能，甚至超出了該公司的補(bǔ)丁修復(fù)范疇。

　　AMD 和 ARM 芯片似乎并不容易受到攻擊，英特爾稱其在過去一個月發(fā)布的許多芯片型號已經(jīng)包括解決這個問題的方法。不過，研究人員在 2008 年測試過的所有英特爾芯片都受到了新安全漏洞的影響。 與“熔毀”和“幽靈”一樣，新的 MDS 攻擊利用英特爾芯片中“預(yù)測執(zhí)行”(speculative execution)進(jìn)程中的安全漏洞。在這種進(jìn)程下，處理器提前猜測將要求它執(zhí)行哪些操作和數(shù)據(jù)，以加快芯片的性能。

　　在這些新的案例中，研究人員發(fā)現(xiàn)，他們可以利用“預(yù)測執(zhí)行”來誘騙英特爾的處理器獲取敏感數(shù)據(jù)，這些敏感數(shù)據(jù)被從一個芯片的某個組件轉(zhuǎn)移到另一個組件。與使用“預(yù)測執(zhí)行”來獲取內(nèi)存中敏感數(shù)據(jù)的“熔毀”不同，MDS 攻擊的重點(diǎn)是位于芯片組件之間的緩沖區(qū)，例如處理器與其緩存之間的緩沖區(qū)，這些分配給處理器的內(nèi)存是為了將頻繁訪問的數(shù)據(jù)存在近處。

　　阿姆斯特丹 Vrije 大學(xué) VUSec 團(tuán)隊(duì)的研究人員 Cristiano Giuffrida 發(fā)現(xiàn)了 MDS 攻擊，他說：“這就像我們將 CPU 視為一個組件網(wǎng)絡(luò)，我們基本上竊聽了它們之間的所有交流。我們可以看到這些部件交換的任何消息。”

　　這意味著任何能夠在目標(biāo)芯片上運(yùn)行攻擊程序的黑客，無論是惡意應(yīng)用程序、托管在目標(biāo)所在云計(jì)算服務(wù)器上的虛擬機(jī)，還是在目標(biāo)瀏覽器中運(yùn)行 Javascript 的流氓網(wǎng)站，都可能欺騙 CPU，使其暴露應(yīng)受保護(hù)的數(shù)據(jù)，使其免受在該計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的不可信代碼的影響。這些數(shù)據(jù)可以包括用戶瀏覽的網(wǎng)站、密碼或解密加密硬盤的密鑰等信息。

　　VUSec 將于下周在 IEEE 安全和隱私研討會上發(fā)表的一篇關(guān)于這些安全漏洞的論文中寫道：“本質(zhì)上，MDS 攻擊將隔離安全域，使黑客能夠傾聽 CPU 組件的胡言亂語。”

　　具有潛在的破壞性

　　四種不同的 MDS 攻擊變體都利用了英特爾芯片如何執(zhí)行其節(jié)省時間的技巧中的一個古怪之處。在“預(yù)測執(zhí)行”進(jìn)程中，CPU 在程序請求或猜測程序請求的數(shù)據(jù)之前，經(jīng)常跟隨代碼中的命令分支，以獲得領(lǐng)先優(yōu)勢。這種機(jī)制就像個懶散的侍者從他的盤子里隨便拿出一杯飲料，希望能省得往返酒吧的繁瑣程序。如果 CPU 猜測錯誤，它會立即丟棄它。

　　英特爾的芯片設(shè)計(jì)人員可能認(rèn)為，一個錯誤的猜測，即使是提供敏感數(shù)據(jù)的猜測，也無關(guān)緊要。但 VUSec 的 Cristiano Giuffrida 指出：“CPU 將這些猜錯的結(jié)果拋諸腦后，但我們?nèi)匀淮嬖谟糜谛孤缎畔⒌穆┒创翱凇?rdquo;

　　就像“熔毀”和“幽靈”一樣，攻擊者的代碼可能會泄露數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是緩存泄漏處理器從緩沖區(qū)獲取的。整個過程最多會從 CPU 的一個緩沖區(qū)竊取幾個字節(jié)的任意數(shù)據(jù)。但是連續(xù)重復(fù)數(shù)百萬次，攻擊者就可以開始泄漏 CPU 正在實(shí)時訪問的所有數(shù)據(jù)流。使用其他一些技巧，低權(quán)限攻擊者可以發(fā)出請求，說服 CPU 將敏感數(shù)據(jù)(如密鑰和密碼)拉入緩沖區(qū)，然后在緩沖區(qū)中被 MDS 攻擊吸收。這些攻擊可能需要幾毫秒到幾小時的時間，具體取決于目標(biāo)數(shù)據(jù)和 CPU 的活動。

　　VUSec 研究員 Herbort Bos 說：“這很容易做到，而且具有潛在的破壞性。”例如，vuSec 創(chuàng)建了一種概念證明，它可以從目標(biāo)芯片的名為“行填充緩沖區(qū)”的組件中提取出哈希密碼，即一串加密的密碼，經(jīng)常被黑客破解。

　　為修復(fù)漏洞而戰(zhàn)

　　英特爾在接受采訪時表示，該公司研究人員去年就發(fā)現(xiàn)了首個 MDS 安全漏洞，現(xiàn)在它已經(jīng)發(fā)布了硬件和軟件漏洞的修復(fù)程序。每當(dāng)處理器跨越安全邊界時，針對漏洞攻擊的軟件修補(bǔ)程序會清除緩沖區(qū)中的所有數(shù)據(jù)，以便它們不會被竊取和泄漏。英特爾表示，在大多數(shù)情況下，該補(bǔ)丁的性能成本“相對最低”，不過在某些數(shù)據(jù)中心實(shí)例中，它可能會將芯片速度降低多達(dá)8% 或9%。

　　補(bǔ)丁要想生效，修補(bǔ)程序必須由每個操作系統(tǒng)、虛擬化供應(yīng)商和其他軟件制造商實(shí)施。蘋果表示，作為最近 Mojave 和 Safari 更新的一部分，該公司發(fā)布了一個修復(fù)程序。谷歌和亞馬遜也對受影響的產(chǎn)品實(shí)施了更新。Mozilla 表示，很快就會有解決方案。微軟的一位發(fā)言人說，微軟將于今天發(fā)布安全更新，以解決這個問題。

　　微軟在聲明寫道：“我們已經(jīng)意識到這個行業(yè)性的問題，并一直與受影響的芯片制造商密切合作，開發(fā)和測試緩解措施，以保護(hù)我們的客戶。我們正在努力為云計(jì)算服務(wù)部署緩解措施，并發(fā)布安全更新，以保護(hù) Windows 客戶避免受到硬件芯片安全漏洞的影響。”VMware 沒有立即回復(fù)有關(guān)修復(fù)程序狀態(tài)的詢問。

　　英特爾從上個月開始發(fā)布的部分芯片中已經(jīng)包含了硬件補(bǔ)丁，它可以直接地解決這個問題，防止處理器在“預(yù)測執(zhí)行”進(jìn)程中從緩沖區(qū)中獲取數(shù)據(jù)。英特爾發(fā)言人在一份聲明中寫道：“對于其他受影響的產(chǎn)品，可以通過微代碼更新，以及從今天開始提供的操作系統(tǒng)和虛擬機(jī)監(jiān)控程序軟件的相應(yīng)更新，來降低安全漏洞的影響。”

　　然而，與此同時，研究人員和英特爾對問題的嚴(yán)重性以及如何對其進(jìn)行分類持有不同意見。TU Graz 和 VUSec 都建議軟件制造商禁用超線程，這是英特爾芯片的重要功能，通過允許并行執(zhí)行更多的任務(wù)來加速其處理，但可能使 MDS 攻擊的某些變體更容易實(shí)現(xiàn)。英特爾堅(jiān)持認(rèn)為，這些漏洞并不能保證禁用該功能，這將給用戶帶來嚴(yán)重的性能損失。事實(shí)上，該公司對這四個漏洞的評級僅為“低到中等”嚴(yán)重程度，這一評級受到了 TU Graz 和 VUSec 研究人員的質(zhì)疑。

　　例如，英特爾工程師認(rèn)為，盡管 MDS 的漏洞可以泄露機(jī)密數(shù)據(jù)，但他們也從計(jì)算機(jī)的操作中泄露了大量其他垃圾信息。但安全研究人員發(fā)現(xiàn)，他們可以可靠地挖掘原始輸出，以找到它們所尋求的有價(jià)值的信息。為了使過濾變得更容易，他們顯示黑客可以誘使 CPU 重復(fù)泄露相同的秘密，從而幫助將其與周圍的垃圾信息區(qū)分開來。

　　TU Graz 的研究人員 Michael Schwarz 說：“如果我們攻擊硬盤加密機(jī)制，我們只在很短的時間范圍內(nèi)發(fā)動攻擊，當(dāng)密鑰加載到內(nèi)存中時，我們有很高的機(jī)會獲得密鑰和一些其他數(shù)據(jù)。有些數(shù)據(jù)將始終保持不變，而其他數(shù)據(jù)將發(fā)生變化。我們看到了最常發(fā)生的事情，這就是我們感興趣的數(shù)據(jù)。這是基本的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。”

　　或者，就像 VUSec 的 Bos 所說的那樣：“我們從消防水管里喝水。如果你很聰明，仔細(xì)處理這些東西，你就不會被嗆死，你就會得到你需要的一切。“。

　　淡化安全漏洞威脅嚴(yán)重性

　　研究人員認(rèn)為，所有這些都令人懷疑英特爾對 MDS 攻擊嚴(yán)重程度的判斷。在 TU Graz 研究人員中，有三人研究了“幽靈”和“熔毀”攻擊，他們對 MDS 攻擊的評級大致介于這兩個早期安全漏洞之間，其嚴(yán)重性低于“熔毀”，但比“幽靈”更糟糕。他們指出，英特爾對“幽靈”和“熔毀”的評價(jià)也是中等嚴(yán)重程度，他們當(dāng)時并不認(rèn)同這一判斷。

　　VUSec 的 Giuffrida 指出，英特爾向他們團(tuán)隊(duì)支付了 10 萬美元，作為該公司“漏洞賞金”計(jì)劃的一部分，該計(jì)劃旨在獎勵那些警告該公司關(guān)鍵漏洞的研究人員。他們指出，這不是英特爾為小漏洞該付的錢。但他也表示，英特爾一度只向 VUSec 提供了 4 萬美元的漏洞賞金，并附帶了 8 萬美元的“禮物”。Giuffrida 認(rèn)為，這是為了減少公開曝光賞金金額，從而降低 MDS 漏洞的嚴(yán)重性。VUSec 拒絕了這個提議，并威脅稱將退出漏洞賞金計(jì)劃以示抗議。英特爾最終將獎金改為 10 萬美元。Giufrrida 說“很明顯英特爾在采取措施，這符合他們的利益。”

　　這么多研究人員幾乎在同一時間段內(nèi)發(fā)現(xiàn)了 MDS 安全漏洞顯得有點(diǎn)兒怪異，但 TU Graz 研究人員表示，這是可以預(yù)料到的：“幽靈”和“熔毀”的發(fā)現(xiàn)為黑客打開了一個新的、非常復(fù)雜的、未被探索的攻擊面，這可能會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。硬件中的基本安全漏洞將在未來很長一段時間內(nèi)連續(xù)出現(xiàn)。
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