Уязвимость GhostRace позволяет воровать данные с любого современного процессора x86, Arm и RISC-V

Двенадцатого марта группа исследователей из лаборатории VUSec и компании IBM раскрыла детали новой киберугрозы, получившей название GhostRace. Эта уязвимость, основанная на механизме спекулятивного выполнения, затрагивает широкий спектр процессорных архитектур, включая x86, Arm, RISC-V и другие. Уязвимость актуальна также для различных операционных систем.

Исследователи из VUSec и IBM обнаружили новый вид атаки, использующий механизм спекулятивного выполнения, аналогичный угрозам класса Meltdown и Spectre, обнаруженным в 2016 году. Спекулятивное выполнение — это технология, ускоряющая работу процессора за счёт предварительной обработки инструкций, которые могут быть выполнены в будущем. В то время как данная технология значительно повышает производительность, она также открывает врата для сложных атак через «условия гонки».

GhostRace использует уязвимости, вызванные асинхронностью потоков при спекулятивном выполнении, приводящие к «условиям гонки». Это позволяет злоумышленникам извлекать конфиденциальную информацию, эксплуатируя архитектурные особенности современных процессоров. Важно отметить, что спекулятивное выполнение по своей сути не является дефектом; это критически важная функция, обеспечивающая высокую производительность CPU.

Перед публикацией результатов исследования об уязвимости GhostRace исследователи в конце 2023 года проинформировали ключевых производителей аппаратного обеспечения и разработчиков ядра Linux. Это дало необходимое время для анализа угрозы и разработки стратегий защиты и обходных решений, которые бы минимизировали риск эксплуатации уязвимости в ОС и на уровне аппаратного обеспечения.

Первые попытки разработчиков ядра Linux исправить уязвимость выглядели многообещающе, но дальнейшие тесты показали, что предложенные решения не полностью закрывают уязвимость, что продемонстрировало сложность борьбы с атаками на уровне спекулятивного выполнения и необходимость комплексного подхода к решению проблемы.

В официальной документации к GhostRace представлены рекомендации по смягчению угрозы, указывающие на возможное снижение производительности системы на уровне около 5 % согласно тестам LMBench. Это свидетельствует о том, что разработанные меры по обеспечению безопасности могут быть эффективно интегрированы без критического воздействия на производительность.

В документации отсутствуют упоминания о конкретных мерах безопасности, предпринятых для других платформ, однако AMD подчеркнула, что меры, принятые компанией против уязвимости Spectre v1, остаются актуальными и для борьбы с GhostRace. Учитывая предыдущий опыт производителей в решении подобных проблем, ожидается, что эффективные стратегии защиты будут разработаны и внедрены в ближайшее время.