Downfall, un attacco alle CPU Intel fino ai Core di 11a generazione

Non c'è solo AMD in queste ore sulla proverbiale "graticola" delle falle di sicurezza, ma anche Intel. Un nuovo attacco, ribattezzato Downfall, è stato reso pubblico e coinvolge i processori della società dal 2015 al 2019, ovvero dai Core di 6a generazione Skylake fino all'11a generazione Rocket Lake e Tiger Lake. Non sono affetti dal problema i chip Core di 12a e 13a generazione, Alder e Raptor Lake, così come le CPU Xeon di 4a generazione Sapphire Rapids.

La cosiddetta "disclosure" è avvenuta in coordinamento tra Intel e il ricercatore che ha identificato il problema, Daniel Moghimi (Senior Research Scientist di Google). L'attacco è stato messo a punto lo scorso agosto, ma è stato mantenuto il riserbo sino a oggi. La casa di Santa Clara ha pubblicato un bollettino di sicurezza (INTEL-SA-00828) ed è stato creato un CVE apposito per il problema (CVE-2022-40982).

Il nuovo attacco permette di sottrarre password, chiavi di cifratura e dati privati come email, messaggi e informazioni bancarie da utenti che condividono lo stesso computer basato su una delle CPU incriminate. Il ricercatore ha descritto il problema di sicurezza su questa pagina.

"La vulnerabilità è causata dalle funzionalità di ottimizzazione della memoria nei processori Intel che rivelano involontariamente i registri hardware interni al software", ha scritto Moghimi. "Ciò consente al software non attendibile di accedere ai dati, archiviati da altri programmi, che normalmente non dovrebbero essere accessibili. Ho scoperto che l'istruzione Gather, legata ad AVX e pensata per velocizzare l'accesso ai dati in memoria, fa trapelare il contenuto del file di registro vettoriale interno durante l'esecuzione speculativa".

Un malintenzionato in grado di sfruttare la falla può estrarre informazioni protette da Software Guard eXtensions (SGX), la tecnologia di cifratura della memoria basata su hardware di Intel che separa il codice in memoria e i dati del software sul sistema. SGX è supportata solo da alcuni processori della casa di Santa Clara.

Moghimi ha sviluppato due tecniche di attacco, Gather Data Sampling (GDS) e Gather Value Injection (GVI), con quest'ultima che combina GDS con Load Value Injection (LVI). Usando GDS, Moghimi è stato in grado di rubare chiavi crittografiche AES a 128 e 256 bit su una macchina virtuale separata da quella controllata, con ogni sistemi su thread fratelli sul medesimo core della CPU.

In meno di 10 secondi, il ricercato è riuscito a rubare le chiavi AES e combinarle per rompere la codifica. "Per 100 chiavi diverse, la prima esecuzione dell'attacco ha avuto successo al 100% per AES-128. La prima esecuzione dell'attacco ha avuto successo all'86% per AES-256". Moghimi ha spiegato che l'attacco GDS può sottrarre dati arbitrari a riposo a causa di due condizioni in cui la CPU precarica questo tipo di informazioni nei buffer dei registri SIMD.

Secondo lui, anche se non si possiede un PC con CPU Intel, il dominio della società nel mercato dei server significa che tutti su Internet sono interessati dal problema e che "negli ambienti di cloud computing, un cliente malintenzionato potrebbe sfruttare la vulnerabilità Downfall per rubare dati e le credenziali di altri clienti che condividono lo stesso sistema sul cloud".

Intel ha pubblicato un aggiornamento del microcode per i chip coinvolti, ma non nasconde che la mitigazione potrebbe avere un impatto rilevante, fino al 50% a seconda che il carico di lavoro usi Gather. Intel ha un meccanismo "opt-out" nel microcode che consente di disabilitare la mitigazione per Downfall al fine di "evitare l'impatto prestazionale in determinati carichi di lavoro che usano pesantemente la vettorizzazione".

Secondo Moghimi, disattivare la mitigazione "è una cattiva idea. Anche se il carico di lavoro non utilizza istruzioni vettoriali, le CPU moderne si affidano a registri vettoriali per ottimizzare le operazioni comuni, come copiare la memoria e cambiare il contenuto del registro: ciò fa trapelare dati a codice non attendibile sfruttando Gather".

Vivek Tiwari, Vice President of Remediation and Response Engineering di Intel, ritiene che "cercare di sfruttarlo al di fuori di un ambiente di laboratorio controllato sarebbe un'impresa complessa". Moghimi presenterà Downfall alla conferenza BlackHat USA di oggi e all'USENIX Security Symposium l'11 agosto.