Wenn sie ausgenutzt werden, können diese Schwachstellen Angreifern den unbefugten Zugriff auf vertrauliche Informationen ermöglichen oder allgemein Probleme verursachen
Kürzlich analysierte eine Gruppe von Forschern der University of California in Davis die Möglichkeit, mit Rowhammer (der DRAM-Bitkorruptionsmethode) einzigartige Fingerabdrücke zu erzeugen.
Im Rahmen ihrer Analyse stellten sie fest, dass die durch den Rowhammer-Angriff verursachten Verzerrungen für jede einzelne DRAM-Chip-Instanz einzigartig sind und sich im Laufe der Zeit nicht verändern. Daraufhin wurde die Centauri-Technik entwickelt, die die Identifizierung von Systemen mit einer durchschnittlichen Genauigkeit von 99,91 % ermöglicht.
Um in Centauri eine Kennung zu generieren, führen Sie den Code einfach einige Sekunden oder Minuten lang aus. Bei einem geringfügigen Genauigkeitsverlust (auf 0,64) kann die Identifizierung mit einer Zeitersparnis von 95 % auf etwa 9.92 Sekunden durchgeführt werden. Die höchste Genauigkeit wird bei einer Verifizierungsdauer von etwa drei Minuten erreicht.
Der Identifizierungsprozess wird in drei Stufen durchgeführt :
- Verwendung der Blacksmith-Methode (RowHammer-Variante) zur Bestimmung der im Chip verwendeten Schutzstrategie (TRR) gegen Verzerrung von Speicherzellen
- Codeausführung führt zu Verzerrungen
- Bestimmung der relativen Position und Anzahl der Kondensatoren, die den Ladungswert verändert haben.
Der Identifikator wird auf der Grundlage der Konstruktion einer empirischen Verteilung der Wahrscheinlichkeit einer Ladungsänderung der Kondensatoren in einem 2-Megabyte-Speicherblock gebildet.
Diejenigen unter Ihnen, die die Angriffe der RowHammer-Klasse nicht kennen, sollten wissen, dass sie es Ihnen ermöglichen, den Inhalt einzelner Speicherbits zu verzerren, indem sie zyklisch Daten aus benachbarten Speicherzellen lesen.
„Centauri ist die erste Technik, die die Extraktion einzigartiger und stabiler Fingerabdrücke im größten Maßstab mithilfe von Rowhammer demonstriert und gleichzeitig die praktischen Einschränkungen überwindet, die durch das Betriebssystem und durch Rowhammer-Abhilfemaßnahmen wie TRR auferlegt werden.“
Da es sich bei DRAM um eine zweidimensionale Anordnung von Zellen handelt, die jeweils aus einem Kondensator und einem Transistor bestehen, führt das kontinuierliche Lesen desselben Speicherbereichs zu Spannungsschwankungen und Anomalien, die zu einem leichten Ladungsverlust in benachbarten Zellen führen. Wenn die Leseintensität hoch ist, verliert die benachbarte Zelle möglicherweise eine ausreichend große Ladungsmenge und der nächste Regenerationszyklus hat keine Zeit, ihren ursprünglichen Zustand wiederherzustellen, was zu einer Änderung des Werts der in der Zelle gespeicherten Daten führt. .
Da der Herstellungsprozess von Chips heterogen ist, weist jeder Speicherchip aufgrund der Fertigungstoleranzen eine einzigartige physikalische Struktur auf. Diese Variationen bedeuten, dass auch die Wahrscheinlichkeitsverteilung der durch den Rowhammer-Angriff verursachten Bitverzerrung für jedes hergestellte Speichermodul einzigartig ist – genau dies nutzten die Entwickler der Centauri-Methode aus.
Der von Speicherherstellern verwendete TRR-Mechanismus (Target Row Refresh), der vor Rowhammer-Angriffen schützt , indem er die Verzerrung von Zellen in benachbarten Zeilen verhindert, hat keinen Einfluss auf die Genauigkeit der Identifizierung durch die Centauri-Methode.
In der Praxis kann die Methode beispielsweise zur Erkennung von Geräteaustausch oder zur Identifizierung von Systemen eingesetzt werden, in denen ein einzelner Computer mehrere verschiedene Geräte tarnt. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass sie über den Bereich der akademischen Forschung hinaus Anwendung findet, da ihre Verwendung zu erhöhtem Verschleiß der Speicherchips führt und aufgrund von Verzerrungen im Zellinhalt Softwarefehler verursachen kann.
Es ist nicht ausgeschlossen, dass die Methode so angepasst werden kann, dass sie in einem Browser zur Identifizierung von Website-Besuchern funktioniert, wobei eine zuvor vorbereitete Implementierung von Rowhammer in JavaScript als Grundlage dient.
Die Methode wurde an etwa 98 DRAM-Modulen (6 identische Chipsätze von zwei Herstellern) getestet. Wiederholte Experimente, die innerhalb von 10 Tagen durchgeführt wurden, ergaben keinen Rückgang der Identifizierungsgenauigkeit.
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