ヒット作も続々登場: 新しい「プライム」メルトダウン、スペクターがサーフェスを悪用

ちょうど一ヶ月後研究者は方法を暴露した最新のプロセッサを介してデバイスのメモリから機密データを抽出するために、プロセッサの設計上の欠陥が他の攻撃にどのように利用されるかを説明する別の研究論文が到着しました。紙新しいエクスプロイト MeltdownPrime および SpectrePrime と呼ばれるこの攻撃は、プリンストン大学とグラフィックスチップメーカー Nvidia で働く 3 人の研究者に由来しています。

先月報告されたように、少なくとも 2011 年に遡るすべてのプロセッサには設計方法に欠陥があります。プロセッサの速度の一部は、現在の命令リストがどこに行くかを予測する能力によって決まります。プロセッサには「分岐予測ユニット」は、次にどのコマンドが来るかについて知識に基づいた推測を行います。これらの予測を行うために、プロセッサは 2 つのメモリセット (高速アクセス用のキャッシュと呼ばれるローカルオンチップメモリ) と PC のシステムメモリ (PC のシステムメモリ) からデータをやり取りします。このデータは保護されていないため、元の Meltdown 攻撃や Spectre 攻撃が発生します。

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メルトダウンアプローチは、Intel および Apple プロセッサに適用されます。ハッカーは悪意のあるプログラムを作成して、ユーザー名、パスワード、クレジットカード番号などの生の情報にアクセスする可能性があります。通常、オペレーティングシステムのルート (カーネルとも呼ばれる) のみがアクセスできる特権情報を利用します。

一方、Spectre は、Intel、AMD、および Apple を含む、ARM のプロセッサ設計に基づくすべてのモバイルチップに適用されます。ここでハッカーは、プロセッサをだまして、PC にインストールされている正規のプログラムやアプリに組み込まれていない命令を実行するプログラムを作成できます。言い換えれば、お気に入りのアプリやプログラムがだまされて機密データが吐き出される可能性があります。

どちらの方法も、Google Project Zero、Cerberus Technology、さまざまな大学の研究者によって報告された概念実証にすぎません。どちらも Adobe Flash などの特定のソフトウェアをターゲットにしていないため、サイドチャネル攻撃と呼ばれます。

新しい MeltdownPrime および SpectrePrime エクスプロイトは、と呼ばれる攻撃に依存しています。プライム+プローブこれは、CPU のキャッシュ内のエントリを置換または削除する方法であるプロセッサの「キャッシュ無効化」を利用します。 Meltdown と Spectre は、CPU のパス予測 (別名投機的実行) 中にこのキャッシュを単純に「汚染」しますが、新しいエクスプロイトは異なるアプローチをとります。

「MeltdownPrime と SpectrePrime は、無効化ベースのコヒーレンスプロトコルを使用するシステムで投機的に送信される書き込みリクエストが原因で発生します」と論文では述べられています。コヒーレンスプロトコルとは、PC がキャッシュとメモリに保存されているすべてのデータの一貫性を維持していることを意味します。しかし、そのプロトコルは、「たとえ操作が最終的に潰されたとしても、投機的な書き込みアクセス要求の結果として、共有コアのキャッシュラインを無効にする」可能性があります。

研究者らは、Intel Core i7 プロセッサを搭載した MacBook と MacOS Sierra v10.12.6 を使用して、その結果を検証しました。彼らはエクスプロイトを実行しましたマシン上で 100 回実行した場合、SpectrePrime の成功率は 99.95 パーセントであったのに対し、バニラの Spectre では 97.9 パーセントでした。悪用する。

「Meltdown と Spectre を軽減するソフトウェア技術は、MeltdownPrime と SpectrePrime も軽減するのに十分であると私たちは信じています。一方で、Prime 亜種のマイクロアーキテクチャを緩和するには新たな検討が必要になると考えています」と論文では述べられています。