Een groep onderzoekers van de Technische Universiteit Graz (Oostenrijk), die eerder bekend stonden om het ontwikkelen van aanvalsmethoden voor MDS, NetSpectre, Throwhammer en ZombieLoad, heeft onlangs aangekondigd dat ze een nieuwe side-channel-aanvalsmethode hebben ontwikkeld, met de codenaam "PLATYPUS".
De aanval maakt het mogelijk om berekende gegevens te reconstrueren op basis van informatie die een gebruiker zonder beheerdersrechten ontvangt via de RAPL-interface voor stroommonitoring die aanwezig is in moderne Intel- (CVE-2020-8694, CVE-2020-8695) en AMD-processors (CVE-2020-12912).
Over PLATYPUS
De onderzoekers konden aantonen dat de privésleutel van de Intel SGX-enclave, die gebruikt wordt voor encryptie, kan worden geëxtraheerd met behulp van de mbed TLS-bibliotheek, evenals de AES-sleutels die gebruikt worden voor AES-NI-encryptie op kernelniveau van Linux.
Bovendien wordt aangetoond dat een aanval kan worden gebruikt om beveiligingsmechanismen te omzeilen en adresruimte-randomisatieparameters (KASLR) te bepalen tijdens de exploitatie van diverse kwetsbaarheden.
De aanval is gebaseerd op schommelingen in het stroomverbruik van de CPU tijdens het uitvoeren van bepaalde processorinstructies, het verwerken van verschillende operanden en het ophalen van gegevens uit het geheugen. Hierdoor kan de aanvaller de aard van de geladen gegevens bepalen. In tegenstelling tot vergelijkbare aanvalsmethoden die eerder zijn ontwikkeld en die spanningsschommelingen analyseren, vereist PLATYPUS geen fysieke toegang tot de computer of een oscilloscoopverbinding. In plaats daarvan maakt de aanval gebruik van de RAPL-interface (Running Average Power Limit) die beschikbaar is op Intel- en AMD-processoren, te beginnen met de Sandy Bridge- en Zen-families.
We profiteren van onbevoegde toegang tot de Intel RAPL-interface door het stroomverbruik van de processor bloot te leggen om gegevens af te leiden en cryptografische sleutels te extraheren.
Het probleem wordt nog verergerd door het feit dat het powercap-framework dat aan de Linux-kernel is toegevoegd, toegang biedt tot RAPL-tellers voor niet-geprivilegieerde gebruikers, waardoor het mogelijk wordt om CPU- en DRAM-verbruik bij te houden. Op Windows en macOS vereist de aanval de installatie van het Intel Power Gadget-pakket (dit pakket vereist geprivilegieerde toegang).
De aanval wordt gehinderd door de zeer lage meetresolutie, ongeëvenaard door de precisie die wordt bereikt met een oscilloscoop. RAPL kan met name metingen uitvoeren bij 20 kilohertz en gemiddelde waarden, terwijl een oscilloscoop metingen kan uitvoeren bij meerdere gigahertz. De nauwkeurigheid van RAPL bleek echter voldoende om uit de algehele instructiestroom informatie te halen over de uitvoering van herhaalde instructies met verschillende data of operanden.
Intel en AMD hebben bijgewerkte drivercode voor Linux uitgebracht , waarmee de toegang tot RAPL wordt beperkt tot de root-gebruiker. De ontwikkelaars van de Xen-hypervisor hebben ook een oplossing uitgebracht die de toegang tot RAPL vanuit gastsystemen blokkeert.
Tegelijkertijd zijn toegangsbeperkingen niet voldoende om aanvallen op Intel SGX-enclaves te blokkeren die kunnen worden uitgevoerd door aanvallers die bevoorrechte toegang tot het systeem hebben verkregen.
Om zich tegen deze aanvallen te beschermen, heeft Intel ook een microcode-update uitgebracht , die tevens diverse andere kwetsbaarheden verhelpt die tot datalekken zouden kunnen leiden. In totaal heeft de november-update van Intel 95 kwetsbaarheden in verschillende producten gedicht.
Een vrij breed scala aan Intel desktop-, mobiele en serverprocessors, te beginnen met de Sandy Bridge-familie, is kwetsbaar voor aanvallen.
Op AMD CPU-gebaseerde systemen bestaat de RAPL-interface al sinds de Zen-familie, maar Linux-kernelstuurprogramma's bieden alleen onbevoegde toegang tot AMD Rome CPU-statistieken.
De aanval kan mogelijk worden toegepast op ARM-processors, die hun eigen systemen hebben voor het verzamelen van statistieken over stroomveranderingen, en de Marvell- en Ampere-chipdrivers bieden onbevoegde toegang tot de sensoren, maar een gedetailleerde analyse van de mogelijkheid om een ​​aanval voor dergelijke apparaten uit te voeren is niet uitgevoerd.
Als u tot slot meer wilt weten over de nieuwe aanvalsmethode "PLATYPUS", kunt u de details vinden via de volgende link.