Недавно стало известно об уязвимости BitLocker — гипотетический злоумышленник может перехватывать ключи шифрования при помощи недорогого одноплатного компьютера Raspberry Pi Pico ценой меньше $5. В качестве примера использовался десятилетний ноутбук, и это дало повод предположить, что современные модели уязвимости не подвержены. Как выяснилось, даже современные лэптопы 2023 года под управлением Windows 11 всё ещё могут взламываться схожим образом.

Источник изображения: lenovo.com

Процесс получения ключа шифрования за минувшие десять лет немного усложнился, но принципиальный способ остался прежним — это перехват данных, которые транслируются по незашифрованным каналам от процессора к дискретному чипу TPM (Trusted Platform Module). Исследователь вопросов безопасности Стью Кеннеди (Stu Kennedy) создал на GitHub страницу, где перечислены модели ноутбуков с подтверждённой уязвимостью из-за выделенного чипа TPM, включая Lenovo X1 Carbon, Dell Latitude E5470 и Microsoft Surface Pro 3 с чипами TPM 2.0. Для осуществления атаки используются шины SPI, I2C или LPC.

Следует отметить, что этот метод атаки срабатывает только при наличии у злоумышленника физического доступа к компьютеру — удалённо перехватить ключ шифрования не получится. Чтобы защититься, можно выбрать и дополнительные меры, например использовать пароль при запуске или воспользоваться USB-ключом. Ключ шифрования BitLocker сохраняется на чипе TPM по умолчанию — в настройках системы предпочитаемый метод можно изменить. Кроме того, многие современные чипы Intel и AMD располагают встроенным TPM, а значит, перехватить его данные при обмене с процессором уже не получится.

BitLocker — одно из наиболее доступных и популярных сегодня решений в области шифрования данных. Это встроенная функция Windows 10 Pro и 11 Pro, но её слабым местом является выделенный чип TPM (Trusted Platform Module) на материнской плате, данные которого можно быстро перехватить при помощи одноплатного компьютера Raspberry Pi Pico с ценником менее $5.

Источник изображения: youtube.com/@stacksmashing

На некоторых системах процессор обменивается ключом шифрования диска с чипом TPM по шине LPC, и этот ключ передаётся без шифрования, что позволяет злоумышленнику перехватывать критически важные данные между двумя компонентами. Гипотезу решили подтвердить при помощи ноутбука Lenovo десятилетней давности — нечто подобное можно было бы реализовать и на некоторых более современных машинах, но для перехвата трафика шины LPC, возможно, потребовалось бы больше усилий.

В данном случае информация с шины LPC оказалась доступной через свободный разъем. Автор опыта построил недорогое устройство на базе Raspberry Pi Pico, которое смогло подключаться к этому разъёму, соприкасаясь с ним контактами. Недорогой одноплатный компьютер запрограммировали на считывание последовательности единиц и нулей с частотой 25 МГц, то есть каждые 40 нс.

Результат оправдал ожидания: Raspberry Pi Pico успешно считал у TPM ключ шифрования диска. Накопитель с зашифрованным системным диском Windows подключили к машине под Linux, ввели полученный ключ шифрования и открыли доступ ко всем файлам и папкам на диске. Автор проекта засёк время на секундомере и повторил свой опыт — он вскрыл компьютер и считал ключ менее чем за 43 с.

Следует отметить, что этот способ взлома работает только на материнских платах с выделенным чипом TPM. Функции этого чипа встраиваются в современные процессоры Intel и AMD и реализуются программно через fTPM (Firmware TPM) — в этом случае взлом с помощью Raspberry Pi Pico не сработает.

Специалисты по кибербезопасности из Берлинского технического университета показали, что доверенный платформенный модуль (Trusted Platform Module, TPM) на платформе AMD может быть взломан с помощью атаки faulTPM на замыкание напряжения, что позволяет получить полный доступ к криптографическим данным, хранящимся внутри. Это позволяет хакеру полностью скомпрометировать любое приложение или шифрование, включая BitLocker, который полагается как раз на TPM.

Исследователи достигли своей цели через уязвимость в Platform Security Processor (PSP), присутствующий в чипах AMD Zen 2 и Zen 3. В отчёте не уточняется, уязвимы ли процессоры Zen 4, а сам процесс взлома требует физического доступа к машине на «несколько часов». Исследователи также выложили на GitHub код, использованный для атаки, и список необходимого оборудования стоимостью около $200.

Актуальность обнаруженной проблеме придаёт то, что Microsoft включила активацию TPM в системные требования для установки Windows 11. Этот шаг встретил неприятие публики из-за его пагубного влияния на скорость работы системы. И хотя требования Windows 11 относительно TPM легко обойти, поддержка этой функции со стороны Microsoft увеличила число приложений, полагающихся на TPM 2.0 для обеспечения безопасности. И все они уязвимы для faulTPM.

Специалисты использовали подопытный ноутбук от Lenovo, в котором физически подключили использованное оборудование к блоку питания, микросхеме BIOS SPI и шине SVI2 (интерфейс управления питанием). Предметом атаки стал сопроцессор безопасности PSP, присутствующий в процессорах Zen 2 и Zen 3, с целью получения данных, позволяющего расшифровать объекты, хранящиеся в TPM. Успешное извлечение «секретного ключа» из KDF даёт полный доступ и контроль над устройством и всеми содержащимися в нем данными в относительно короткие сроки.

По умолчанию, BitLocker использует только механизм TPM для хранения секретных ключей, но пользователь может назначить PIN-код, работающий в тандеме с механизмами на базе TPM. Это позволит создать многоуровневую защиту, однако эти PIN-коды не включены по умолчанию и уязвимы для атак методом перебора.

Исследователи утверждают, что атака методом манипуляции напряжением может быть исправлена только в микроархитектурах процессоров следующего поколения. Процессоры Intel уязвимости не подвержены. Официальных сообщений от AMD по этому поводу пока не появлялось.

Владельцы ПК с процессорами AMD Ryzen начали сообщать о новой ошибке, связанной с модулем TPM — Windows 10 и 11 перестали распознавать его, даже если он активирован в BIOS. Microsoft признала наличие ошибки, но пока её не исправила.

Проблема затронула процессоры серии AMD Ryzen 5000, что подтвердил проведённый одним пользователем эксперимент: ошибка проявилась после замены AMD Ryzen 5 2600 на AMD Ryzen 7 5700X и снова исчезла после возврата на Ryzen 5 2600. Есть подтверждённые инциденты с AMD Ryzen 7 5800X3D. В некоторых случаях помогает открытие, закрытие и повторный запуск компонента «Безопасность Windows».

Наиболее болезненной ошибка стала для тех, кто активно пользуется TPM для шифрования данных — можно лишиться к ним доступа при отсутствии резервных ключей или получить неработающий компьютер, если зашифрован загрузочный диск. На компьютерах, где модуль присутствует лишь для соответствия системным требованиям Windows 11, а в BIOS он вообще отключён, проблемы можно и не заметить. TPM задействуется в таких компонентах, как Windows Bitlocker и Windows Hello, а также в некоторых сторонних программах с функциями шифрования.

Схожая ошибка проявлялась около года назад и касалась программного компонента AMD fTPM — тогда компьютеры подвисали и работали со сбоями, теперь же ситуация несколько серьёзнее. Поскольку Microsoft пока ошибку не исправила, временное решение проблемы то же, что и год назад — установка дискретного модуля TPM, но из-за него можно лишиться доступа к уже зашифрованным данным, поэтому рекомендуется проявлять осторожность.

Эксперты по кибербезопасности из компании Quarkslab обнаружили две уязвимости в реализации Trusted Platform Module (TPM) 2.0, создающие потенциальную угрозу для миллиардов компьютеров с такими чипами.

Источник изображения: trustedcomputinggroup.org

Чипы TPM 2.0 устанавливаются на материнские платы компьютеров с середины 2016 года. Технология, уточняют в Microsoft, необходима для реализации функций, связанных с безопасностью — чип позволяет генерировать и хранить криптографические ключи, а также ограничивать к ним доступ. TPM 2.0 призвана обеспечивать безопасность на аппаратном уровне, значительно снижая вероятность взлома.

Обнаруженные в эталонной реализации технологии TPM 2.0 уязвимости получили номера CVE-2023-1017 и CVE-2023-1018 — они позволяют соответственно записывать и читать данные за пределами выделенного буфера. Фактические масштабы угрозы для подверженных уязвимостям машин зависят от их производителей.

Ошибка вызвана некорректной работой механизма передачи данных в функцию ExecuteCommand(), из-за чего становится возможной запись двух байтов за границей буфера. Ответственная за разработку спецификации TPM организация Trusted Computing Group (TCG) предупредила (PDF), что в общем случае эксплуатация уязвимостей открывает злоумышленникам доступ к защищённой информации, позволяет её перезаписывать и повышать свои привилегии в системе.

Ошибка исправлена в свежих версиях спецификации: TPM 2.0 v1.59 Errata 1.4 и выше, v1.38 Errata 1.13 и выше, а также v1.16 Errata 1.6 и выше. Уязвимости коснулись также библиотеки libtpms, предназначенной для программной эмуляции TPM — ошибка исправлена в версии libtpms 0.9.6.