메모리 메이헴: 레지스터와 스택 변수의 표적 부패

핵심 개념

Rowhammer 공격을 통해 프로세스의 레지스터 값과 스택 변수를 부패시킬 수 있음을 보여줌

초록

이 논문은 Rowhammer 공격을 통해 프로세스의 레지스터 값과 스택 변수를 부패시킬 수 있음을 보여줍니다.
오프라인 단계에서는 물리적으로 연속된 메모리 영역을 찾고, 공격 대상 변수가 위치할 수 있는 취약한 페이지를 프로파일링합니다. 온라인 단계에서는 취약한 페이지를 해제하고 공격 대상 프로세스를 실행하여 Rowhammer 공격을 수행합니다.
이를 통해 SUDO, OpenSSH, OpenSSL 등의 프로그램에서 인증 우회, 권한 상승 등의 공격을 성공적으로 수행할 수 있음을 보여줍니다. 또한 MySQL과 같은 암호화 라이브러리에서도 새로운 취약점을 발견할 수 있음을 시사합니다.
이 공격은 기존에 안전하다고 여겨졌던 레지스터와 스택 변수도 Rowhammer 공격에 취약할 수 있음을 보여줌으로써 컴퓨터 시스템의 보안 모델에 새로운 도전과제를 제시합니다.

통계

SUDO 실험에서 11번의 성공적인 공격을 관찰했으며, 평균 1시간의 프로파일링 시간과 5분의 온라인 공격 시간이 소요되었습니다.
OpenSSH 실험에서 성공적인 공격을 관찰했으며, 평균 45분의 프로파일링 시간과 6분의 온라인 공격 시간이 소요되었습니다.
OpenSSL 실험에서 성공적인 공격을 관찰했으며, 평균 1시간 45분의 프로파일링 시간과 7분의 온라인 공격 시간이 소요되었습니다.

인용구

"Rowhammer는 더 이상 DRAM에 국한된 문제가 아니며, CPU 내부의 레지스터와 스택 변수도 위협할 수 있음을 보여줍니다."
"이 공격은 기존에 안전하다고 여겨졌던 레지스터와 스택 변수에 새로운 취약점을 제시함으로써 컴퓨터 시스템의 보안 모델에 도전과제를 제시합니다."
"이 연구는 Rowhammer 공격의 범위를 크게 확장하여 프로세스의 핵심 데이터 구조에 대한 새로운 공격 벡터를 제시합니다."

핵심 통찰 요약

Mayhem: Targeted Corruption of Register and Stack Variables

by Andr... 게시일 arxiv.org 04-15-2024

https://arxiv.org/pdf/2309.02545.pdf

더 깊은 질문

Rowhammer 공격이 다른 하드웨어 구성 요소에 어떤 영향을 미칠 수 있을까요

Rowhammer 공격은 주로 DRAM (Dynamic Random Access Memory)에 영향을 미치지만, 다른 하드웨어 구성 요소에도 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어, CPU 레지스터와 캐시도 소프트웨어 기반의 펄트 인젝션 공격에 취약할 수 있습니다. CPU 내부의 레지스터 값이 스택에 저장되어 메모리로 플러시되는 경우, 이러한 값들도 Rowhammer 공격에 취약해질 수 있습니다. 또한, 하드웨어 간 상호작용이나 네트워크 통신을 통해 Rowhammer 공격이 전파될 수도 있습니다.

이 공격을 완화하기 위한 소프트웨어 및 하드웨어 수준의 대응책은 무엇이 있을까요

Rowhammer 공격을 완화하기 위한 소프트웨어 및 하드웨어 수준의 대응책은 다양합니다. 소프트웨어 측면에서는 메모리 보호 기술을 강화하거나 Rowhammer 공격을 탐지하고 방어하는 알고리즘을 구현하는 방법이 있습니다. 하드웨어 측면에서는 TRR (Target Row Refresh)과 같은 메모리 장치에 대한 새로운 보호 메커니즘을 도입하거나, 더 안전한 메모리 구조를 설계하는 등의 방법이 있습니다. 또한, Rowhammer 공격에 취약한 하드웨어를 식별하고 교체하는 것도 한 가지 방법일 수 있습니다.

이 공격이 실제 세계의 보안 위협으로 이어질 수 있는 다른 응용 분야는 무엇이 있을까요

이러한 공격이 실제 세계의 보안 위협으로 이어질 수 있는 다른 응용 분야로는 암호화 키나 보안 인증 정보를 저장하는 시스템이나 장치가 있습니다. 예를 들어, 암호화 라이브러리나 보안 인증 시스템이 Rowhammer 공격에 취약하다면, 암호화된 데이터나 인증 정보가 노출될 수 있습니다. 또한, 클라우드 환경이나 사물인터넷 디바이스와 같이 보안이 중요한 시스템에서도 Rowhammer 공격은 심각한 보안 문제를 야기할 수 있습니다. 따라서 이러한 시스템에서는 Rowhammer 공격에 대한 대비책을 마련하는 것이 중요합니다.