近日，阿姆斯特丹Vrije大學（Vrije Universiteit Amsterdam）的系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)安全小組(VUSec)的研究人員披露了一種能夠繞過現(xiàn)有的Spectre v2/BHI緩解措施的新型“原生分支歷史注入(BHI)”漏洞，編號為CVE-2024-2201，攻擊者可從運行英特爾處理器的Linux內(nèi)核內(nèi)存中竊取敏感數(shù)據(jù)。

CERT協(xié)調(diào)中心(CERT/CC)昨天披露，新漏洞(CVE-2024-2201）允許未經(jīng)身份驗證的攻擊者通過利用推測執(zhí)行來讀取任意內(nèi)存數(shù)據(jù)，從而繞過隔離不同權(quán)限的現(xiàn)有安全機制。

CERT/CC聲明中寫道：“未經(jīng)身份驗證的攻擊者可以利用此漏洞，推測性地跳轉(zhuǎn)到選定的小工具(Gadget)，從而泄露CPU特權(quán)內(nèi)存中的信息。”

研究者指出，這種攻擊方法能夠以每秒3.5KB的速率泄露任意內(nèi)核內(nèi)存。

“核泄漏”緩解措施被繞過

六年前（2018年1月），英特爾、AMD、蘋果、ARM等主流處理器芯片曝出了兩個核彈級的漏洞——Meltdown（熔斷漏洞，僅影響英特爾和蘋果處理器）和Spectre（幽靈漏洞，影響幾乎所有現(xiàn)代主流CPU），二者都是推測執(zhí)行測通道漏洞的兩種攻擊方法，利用了現(xiàn)代處理器（為了提高性能采取的）推測執(zhí)行技術(shù)的缺陷。攻擊者可利用這些漏洞訪問內(nèi)核內(nèi)存中的高度敏感數(shù)據(jù)，例如密碼、加密密鑰、公司信息、電子郵件、軟件代碼等。

2022年3月，VUSec再次披露了Spectre幽靈漏洞的新變種——Spectre v2漏洞，攻擊者采用BHI攻擊技術(shù)能夠繞過英特爾、AMD和Arm處理器中針對Spectre v2的防護措施。

對此，英特爾建議的緩解措施之一是禁用Linux的非特權(quán)eBPF（擴展Berkeley數(shù)據(jù)包過濾器），認為后者會增加遭受瞬時執(zhí)行攻擊的風險。

“非特權(quán)用戶在特權(quán)域（例如Linux的非特權(quán)eBPF）中生成和執(zhí)行代碼的特權(quán)管理運行時，即使存在針對模式內(nèi)分支目標注入的防御措施，也會顯著增加瞬時執(zhí)行攻擊的風險，”英特爾指出：“內(nèi)核可以默認配置為拒絕訪問非特權(quán)eBPF，同時仍然允許管理員在需要時在運行時啟用它。”

但最新的研究表明，即使禁用eBPF，攻擊者仍可利用原生BHI技術(shù)發(fā)起攻擊。在安裝有惡意軟件的計算機上，攻擊者可通過篡改推測執(zhí)行路徑來竊取與其他進程相關(guān)聯(lián)的敏感數(shù)據(jù)，前提是攻擊者能夠訪問CPU資源。

“現(xiàn)有的緩解技術(shù)，例如禁用特權(quán)eBPF和啟用(Fine)IBT，不足以阻止針對內(nèi)核/虛擬機管理程序的BHI漏洞利用，”CERT協(xié)調(diào)中心(CERT/CC)在一份安全公告中表示：“未經(jīng)身份驗證的攻擊者可以投機性地跳轉(zhuǎn)到選定的gadget來利用此漏洞并泄露CPU中的權(quán)限內(nèi)存。”

研究者指出：當前的緩解措施是圍繞隔離可利用的gadget來消除攻擊面。然而，VUSec研究人員使用定制的“InSpectre Gadget”分析工具發(fā)現(xiàn)，Linux內(nèi)核中仍然存在可利用的gadget（下圖）：

該漏洞已確認影響Illumos、英特爾、Red Hat、SUSE Linux、Triton數(shù)據(jù)中心和Xen系統(tǒng)。AMD在一份公告中表示，他們“尚未發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)品受到任何影響”。

這項披露距離IBM和VUSec聯(lián)合披露GhostRace(CVE-2024-2193)漏洞僅幾周時間。GhostRace是Spectre v1的一個變種，它結(jié)合了推測執(zhí)行和競爭條件來竊取當代CPU架構(gòu)中的數(shù)據(jù)。

目前各方給出的Spectre v2新漏洞緩解措施如下：

• Illumos–計劃本周添加BHI緩解措施。
• Linux基金會–由Linux內(nèi)核開發(fā)團隊遵循的標準硬件漏洞程序處理的問題。
• Red Hat–RHEL上默認禁用非特權(quán)eBPF，因此在標準配置中無法利用該問題。
• SUSE Linux–已確認的影響。
• Triton數(shù)據(jù)中心–建議更新至SmartOS 20240418。
• Xen–CERT/CC獨立驗證了影響。

英特爾也更新了針對Spectre v2的緩解建議，現(xiàn)在建議禁用非特權(quán)擴展伯克利數(shù)據(jù)包過濾器(eBPF)功能，啟用增強型間接分支限制推測(eIBRS)，并啟用管理員模式執(zhí)行保護(SMEP)。

此外，英特爾建議在代碼中的特定位置添加LFENCE（加載柵欄）指令作為序列化點，并實施軟件序列來清除分支歷史緩沖區(qū)(BHB)，以便在不同安全域之間進行轉(zhuǎn)換。

主流處理器硬件安全機制再次曝出漏洞

屋漏偏逢連夜雨，蘇黎世聯(lián)邦理工學院(ETH Zurich)的一項新研究披露了一系列名為Ahoi攻擊的漏洞，這些漏洞可以用來破壞基于硬件的可信執(zhí)行環(huán)境(TEE)并攻破機密虛擬機(CVM)，例如AMD的安全加密虛擬化-安全嵌套分頁(SEV-SNP)和英特爾的信任域擴展(TDX)。

代號為Heckler和WeSee的攻擊利用惡意中斷來破壞CVM的完整性，可能允許威脅行為者遠程登錄并提升訪問權(quán)限，以及執(zhí)行任意讀取、寫入和代碼注入操作以禁用防火墻規(guī)則并打開root shell權(quán)限。

“Ahoi攻擊者可以使用虛擬機管理程序向受害者的虛擬CPU注入惡意中斷，并誘使其執(zhí)行中斷處理程序，”研究人員表示：“這些中斷處理程序可以產(chǎn)生全局影響（例如，更改應(yīng)用程序中的寄存器狀態(tài)），攻擊者可以觸發(fā)這些影響來破壞受害者的CVM。”

針對這些發(fā)現(xiàn)，AMD表示該漏洞源于Linux內(nèi)核中SEV-SNP的實現(xiàn)，并且其中一些問題的修復(fù)程序已經(jīng)更新到了主流Linux內(nèi)核。