英特爾今日發(fā)布了 CPU 微代碼更新，以防止攻擊者濫用 RAPL 機制、從其 CPU 中竊取敏感數(shù)據(jù)。與此同時，一支研究團隊披露了一種名叫“鴨嘴獸”（Platypus）的新型攻擊方法，全稱為“針對受保護的用戶敏感數(shù)據(jù)的功率泄露攻擊”（Power Leakage Attacks：Targeting Your Protected User Secrets）。

被攻擊者利用 RAPL 接口，全稱為“運行平均功率限制”（Running Average Power Limit）。其支持通過系統(tǒng)固件、或工具軟件，來監(jiān)測 CPU 和 DRAM 的功率消耗。

作為一種已被運用多年的應(yīng)用程序 / 系統(tǒng)硬件性能追蹤和調(diào)試接口，其能夠有效地讓固件和工具軟件調(diào)取 CPU 為執(zhí)行相關(guān)任務(wù)所需耗費的能源。

然而在今日發(fā)表的一篇論文中，來自格拉茨技術(shù)大學(xué)、伯明翰大學(xué)、以及 CISPA 亥姆霍茲信息安全中心的研究人員團隊，已經(jīng)揭示了如何通過 Platypus 攻擊來確定 CPU 內(nèi)部正在處理哪些數(shù)據(jù)，然后通過 RAPL 接口匯報相應(yīng)的值。

研究人員指出，借助 Platypus，其證明了可通過觀察功耗的變化，來區(qū)分不同的指令、以及不同的操作數(shù)和存儲負載的權(quán)重，從而達成推斷出負載值的目的。

這些“已加載值”特指 CPU 中加載的數(shù)據(jù)，比如加密密鑰、密碼、敏感文檔、或任何其它類型的信息。

通常情況下，這類數(shù)據(jù)的訪問可受到一系列安全機制的防護。比如內(nèi)核空間布局隨機化（KASLR），或在硬件隔離的受信任執(zhí)行環(huán)境（TEE）下運行，Intel 公司的 SGX 也是其中一種。

然而新研究表明，Platypus 攻擊允許別有用心者通過查看功耗值的變化，來繞過所有這些安全機制構(gòu)筑的信息圍欄。

測試期間，研究人員稱其僅通過持續(xù) 20 秒的 RAPL 功耗值觀察，即成功地繞過 KASLR 機制的防護，并從 Linux 內(nèi)核中檢索了相關(guān)數(shù)據(jù)。在另一項測試中，他們還檢索了在 Intel SGX 安全區(qū)內(nèi)處理的數(shù)據(jù)。

不過要從 SGX 安全區(qū)內(nèi)檢索 RSA 秘鑰，需要攻擊者通過 Platypus 展開持續(xù) 100 分鐘的 RAPL 數(shù)據(jù)監(jiān)測。若要從 SGX 安全區(qū)和 Linux 內(nèi)核內(nèi)存空間檢索 AES-NI 加密密鑰，更需要耗費 26 個小時。

而且相比之下，Linux 較其它平臺更易受到 Platypus 攻擊的影響。因為 Linux 內(nèi)核附帶了 powercap 框架，該通用驅(qū)動程序可用于和 RAPL 接口（及其它功率限制 API）進行交互，以輕松讀取功耗值。

當(dāng)然，這并不意味著 Windows 和 macOS 就可以高枕無憂。只是在某些情況下，攻擊者必須在目標設(shè)備上安裝 Intel Power Gadget 實用工具應(yīng)用程序，才能夠通過 RAPL 接口進行交互。

但無論底層操作系統(tǒng)如何處理，針對 Intel SGX 安全區(qū)的 Platypus 攻擊都可以在一定程度上得逞。因為攻擊者僅追求對 SGX 安全區(qū)的訪問，而不涉及 OS 底層及其獨立的 CPU 內(nèi)存區(qū)域。

除了通過物理接觸，研究團隊也證實 Platypus 攻擊可遠程發(fā)起。比如通過將攻擊代碼植入惡意軟件的安裝包中，即可在沒有真人直接介入的情況下對目標系統(tǒng)展開攻擊。

當(dāng)然，Platypus 和 PlunderVolt 攻擊也存在著較大的區(qū)別。后者是針對 Intel CPU 電源電壓接口的另一種形式的攻擊，實際應(yīng)用中也更加積極（比如主動修改功率值）。

相比之下，Platypus 要更加被動一些，僅通過查看功耗數(shù)據(jù)來推斷出 CPU 正在處理的敏感數(shù)據(jù)。慶幸的是，芯片制造商已于今日發(fā)布了 CPU 微代碼（固件）修復(fù)更新。

最后，相關(guān)安全報告涉及 CVE-2020-8694（Linux + Intel）、CVE-2020-8695（Intel）、以及 CVE-2020-12912（Linux AMD），研究論文（PDF）和更多細節(jié)可移步至 Platypus Attack 網(wǎng)站查看。
責(zé)編AJX