Luka Spectre dała dostęp do najbardziej chronionego trybu działania procesora
W ciągu ostatnich miesięcy mogliśmy się już kilkukrotnieprzekonać, że na pierwotnej formie ataku Spectre zagrożeniazwiązane z nadużyciem mechanizmów predykcyjnych w nowoczesnychprocesorach się niekończą. A kolejne badania pokazują, że to dopiero początektego, co ze Spectre można zrobić. Co powiedziecie na przeniknięciedo System Management Mode, trybu do którego nie ma dostępu nawetkernel systemu operacyjnego?
Pracujący pod kierownictwem Jurija Bułygina (notabene byłegoszefa zespołu badań bezpieczeństwa w Intelu) badacze z firmyEclypsium wykorzystali kod źródłowy exploita dowodzącegomożliwość ataku Spectre w wariancie pierwszym (bounds checkbypass, CVE-2017-5753). Przerobili go tak, aby posłużył doobejścia zabezpieczenia SMRR (System Management Range Register) iuzyskać dostęp do danych przechowywanych w SMRAM (System ManagementRAM) – obszarze fizycznej pamięci, w której przechowywane sądane trybu SMM (System Management Mode), tzw. Ring -2.
Wprowadzony z procesorami Intel i386SL na początku lat 90 trybSMM obecny jest w pecetach do kluczowych zadań firmware komputera.Działa całkowicie poza zasięgiem systemu operacyjnego czyhiperwizora, odpowiadając m.in. za zarządzanie energią (w tym np.sterowanie wentylatorami czy wyłączanie przegrzanego procesora),obsługę wydarzeń systemowych takich jak błędy pamięci, czyemulację myszki i klawiatury PS/2 na sprzęcie USB.
Użytkownik nie ma nawet pojęcia, że to się dzieje. Za każdymrazem gdy jakaś instrukcja wykonywana jest w trybie SMM, procesorzawiesza działanie systemu operacyjnego i wykonuje ją sobie pozakolejnością z pełnym dostępem do firmware komputera, a takżewszystkich innych umieszczonych na nim danych. Takie podejście niebyłoby złe, gdybyśmy mogli zaufać zabezpieczeniom SMM. Sęk wtym, że nie możemy – już podczas konferencji BlackHat 2008pokazano pierwszyrootkit działający w pamięci SMM. Na publiczne ujawnieniekolejnej ciekawej luki w SMM przyszło czekać do 2015 roku: TheMemory Sinkhole pozwalałoprzenieść złośliwy kod bezpośrednio z pamięci kernela dochronionej pamięci SMM za pomocą wadliwej łatki na kontrolerzeprzerwań x86.
Teraz zespół z Eclypsium pokazał innądrogę dostania się do wrażliwego trybu procesora. Dostęp doSMM chroniony jest przez sprzętowy mechanizm rejestru zasięgu(range register), który jak się okazuje, może zostać pokonany zapomocą Spectre. Obejście to pomysłowe wykorzystanie pomiaru czasudostępu do różnych lokalizacji pamięci poprzez instrukcjewywoływane po wymuszeniu przejścia procesora do trybu SMM –wcześniej więc trzeba dysponować exploitem na poziomie systemuoperacyjnego. Napastnik może jednak w ten sposób uzyskać dostęp docałego kodu SMM i zawartych w nim danych. Co najważniejsze – możew ten sposób poszukać innych luk, do wykorzystania w malwarewymierzonemu bezpośrednio w ten tryb działania procesora.
Pocieszyć w tej sytuacji mogą jedynie słowa rzecznika Intela,który stwierdził, że łatki wydane do zneutralizowania obuwariantów Spectre powinny wystarczyć, aby zablokować łańcuchataku odkryty przez Eclypsium. Mamy nadzieję, że cyberprzestępcyzainstalowali już u siebie te łatki i nie będą już mogli zabardzo badać tego, co dzieje się w SMM, do tej pory swojebezpieczeństwo zapewniającemu przede wszystkim metodą securitythrough obscurity. No cóż,takie uroki techniki lat 90. W tamtych czasach naprawdę bardzo małosię myślało o bezpieczeństwie.