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Un nuovo attacco aggira le difese dei processori Intel e AMD
I ricercatori del MIT CSAIL hanno dimostrato un nuovo attacco capace di superare diverse difese integrate nei processori Intel e AMD. La tecnica, battezzata TONTOU, sfrutta il breve intervallo tra la pulizia dei meccanismi di predizione della CPU e il loro utilizzo, rimettendo in discussione un presupposto su cui poggiano mitigazioni software e hardware.
Queste protezioni cancellano o isolano lo stato del branch predictor per eliminare le tracce lasciate da un aggressore. La pulizia e il successivo utilizzo, però, non possono avvenire nello stesso istante: rimane una finestra di poche istruzioni. Con la tecnica INTERRUPT INJECTION, i ricercatori programmano un timer affinché la CPU gestisca un interrupt proprio durante quell'intervallo, contaminando nuovamente il predittore.
I test hanno coinvolto quattro generazioni di processori. Sui chip Intel sono state superate sia una protezione software destinata alle CPU meno recenti, sia una difesa implementata direttamente nel silicio dei modelli più nuovi. Quest'ultima ha resistito su una generazione ma non su un'altra, indicando che mitigazioni nominalmente identiche possono comportarsi diversamente a seconda della microarchitettura.
Sui processori AMD, la difesa saferet pulisce lo stato di predizione immediatamente prima dell'uso, lasciando una finestra di appena due istruzioni, normalmente completate in poche decine di nanosecondi. Il team è riuscito comunque a colpirla rallentando la CPU nel punto interessato. Il problema si colloca nello stesso panorama già emerso con SLAM e gli attacchi ai processori non ancora usciti, ma TONTOU usa gli interrupt per intervenire dopo la pulizia.
La dimostrazione pratica è stata realizzata su un sistema AMD con un kernel Linux aggiornato. L'exploit ha neutralizzato la randomizzazione dell'indirizzo del kernel in tutti e dieci i tentativi, impiegando circa nove minuti per ciascuna prova. Ottenuta questa informazione, i ricercatori hanno letto memoria protetta a circa cinque byte al secondo e sono riusciti a individuare e copiare /etc/shadow, il file che conserva l'hash della password di root, nella metà dei tentativi.
Una possibile contromisura consiste nel pulire nuovamente il predittore al termine dell'interrupt, soluzione giudicata applicabile sui sistemi AMD. Sulle CPU Intel potrebbe invece produrre l'effetto opposto: l'attacco richiede uno stato coerente, non uno specifico, e una seconda pulizia rischierebbe di renderlo più affidabile. Alcuni chip Intel recenti includono un'istruzione dedicata che sembra offrire una protezione migliore, mentre bloccare gli interrupt nella finestra critica comporterebbe costi prestazionali difficili da accettare.
Intel, AMD e i responsabili del kernel sono stati avvisati nei mesi scorsi, con un coordinamento esteso anche ai fornitori cloud e agli altri clienti interessati. AMD ha distribuito una mitigazione ottenibile tramite un aggiornamento del sistema operativo. Il codice dei ricercatori è pubblico, una scelta che permetterà a produttori e sviluppatori di verificare le differenze tra le implementazioni e valutare correzioni più robuste.
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