Angriff auf Register- und Stapelvariablen durch gezielte Manipulation

핵심 개념

Rowhammer-Angriffe können nicht nur dynamisch zugewiesenen Speicher und auf der Festplatte gespeicherte Binärdateien, sondern auch Stapel- und Registervariablen in einem Prozess beschädigen.

초록

In dieser Arbeit zeigen die Autoren, wie Rowhammer-Angriffe über den Stapelspeicher auch Registerwerte eines Prozesses beschädigen können. Bisher wurde angenommen, dass Registerwerte in Prozessorkernen sicher sind. Die Autoren demonstrieren jedoch, dass Registerwerte, die auf den Stapel geschrieben und dann in den Hauptspeicher ausgelagert werden, durch Rowhammer-Angriffe manipuliert werden können.

Die Autoren erklären zunächst, wie sie physisch zusammenhängenden Speicher und "Köder-Seiten" finden, um die Zielseite in einen angreifbaren Bereich des Speichers zu bringen. Dann zeigen sie, wie sie Stapelvariablen und Registerwerte durch Rowhammer-Angriffe manipulieren können.

Die Autoren demonstrieren die Anwendbarkeit ihrer Technik, indem sie erfolgreich die Authentifizierung in SUDO und OpenSSH umgehen sowie Schwachstellen in OpenSSL und MySQL ausnutzen. Sie zeigen auch, wie ein vollständiger Angriff auf eine OpenSSL-Signaturüberprüfung durchgeführt werden kann.

Abschließend diskutieren die Autoren Gegenmaßnahmen, um die neu entdeckten Angriffsvektoren zu minimieren.

통계

"Wir sahen insgesamt 11 erfolgreiche Angriffe, bei denen wir Root-Zugriff erhielten."
"Wir beobachteten, dass von 5334 Angriffen in 1989 Fällen die Zielvariable korrekt in der 'Köder-Seite' platziert wurde. Das entspricht einer Erfolgsquote von etwa 37%."

인용구

"Rowhammer-Angriffe können nicht nur dynamisch zugewiesenen Speicher und auf der Festplatte gespeicherte Binärdateien, sondern auch Stapel- und Registervariablen in einem Prozess beschädigen."
"Bisher wurde angenommen, dass Registerwerte in Prozessorkernen sicher sind. Die Autoren demonstrieren jedoch, dass Registerwerte, die auf den Stapel geschrieben und dann in den Hauptspeicher ausgelagert werden, durch Rowhammer-Angriffe manipuliert werden können."

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

Wie können Entwickler ihre Software so gestalten, dass sie weniger anfällig für die in dieser Arbeit vorgestellten Angriffe ist?

Um die Software weniger anfällig für die in der Arbeit vorgestellten Angriffe zu machen, können Entwickler mehrere Maßnahmen ergreifen:

Minimierung der Nutzung von Stapel- und Registervariablen: Durch die Reduzierung der Verwendung von Stapel- und Registervariablen in sicherheitskritischen Teilen des Codes kann das Risiko von Angriffen, die auf diese Variablen abzielen, verringert werden.

Implementierung von Sicherheitsüberprüfungen: Entwickler sollten Sicherheitsüberprüfungen implementieren, um sicherzustellen, dass kritische Variablen nicht unerlaubt geändert werden können. Dies kann die Verwendung von Hashfunktionen, digitalen Signaturen oder anderen kryptografischen Methoden umfassen.

Verwendung von sicheren Programmierpraktiken: Durch die Einhaltung sicherer Programmierpraktiken wie Inputvalidierung, sichere Speicherzuweisung und -freigabe sowie regelmäßige Sicherheitsaudits kann die Gesamtsicherheit der Software verbessert werden.

Aktualisierung und Patching: Regelmäßige Aktualisierungen und Patching der Software sind entscheidend, um bekannte Sicherheitslücken zu beheben und die Software gegen potenzielle Angriffe zu schützen.

Sicherheitsbewusstsein: Schulungen und Sensibilisierung der Entwickler für Sicherheitsaspekte können dazu beitragen, dass sie sich der potenziellen Schwachstellen bewusst sind und proaktiv Maßnahmen ergreifen, um diese zu adressieren.

Welche anderen Arten von Sicherheitslücken könnten durch die Manipulation von Stapel- und Registervariablen entstehen?

Die Manipulation von Stapel- und Registervariablen kann zu verschiedenen Arten von Sicherheitslücken führen, darunter:

Privilege Escalation: Durch die gezielte Manipulation von Stapel- und Registervariablen können Angreifer versuchen, ihre Berechtigungen zu erhöhen und Zugriff auf privilegierte Funktionen oder Daten zu erlangen.

Denial-of-Service (DoS): Durch die gezielte Überlastung von Stapel- und Registervariablen können Angreifer versuchen, die Verfügbarkeit der Software zu beeinträchtigen, indem sie sie zum Absturz bringen oder unbrauchbar machen.

Datenmanipulation: Durch die Manipulation von Stapel- und Registervariablen können Angreifer versuchen, Daten zu verfälschen, was zu falschen Berechnungen, unerwünschten Ergebnissen oder Sicherheitsverletzungen führen kann.

Code Injection: Durch die gezielte Manipulation von Registervariablen können Angreifer versuchen, bösartigen Code einzuschleusen und auszuführen, was zu Remote Code Execution und anderen schwerwiegenden Sicherheitsproblemen führen kann.

Welche Auswirkungen könnten Rowhammer-Angriffe auf kritische Infrastrukturen haben, die stark auf Computersysteme angewiesen sind?

Rowhammer-Angriffe auf kritische Infrastrukturen, die stark auf Computersysteme angewiesen sind, könnten schwerwiegende Auswirkungen haben, darunter:

Systemausfälle: Durch die gezielte Manipulation von Speicherbereichen könnten Rowhammer-Angriffe zu Systemausfällen führen, die die Verfügbarkeit von kritischen Infrastrukturen beeinträchtigen und zu Betriebsunterbrechungen führen.

Datenverlust: Rowhammer-Angriffe könnten dazu führen, dass Daten in kritischen Systemen beschädigt oder verloren gehen, was zu erheblichen Problemen bei der Datenintegrität und -verfügbarkeit führen könnte.

Sicherheitsverletzungen: Durch die Ausnutzung von Rowhammer-Angriffen könnten Angreifer sensible Informationen in kritischen Infrastrukturen kompromittieren, was zu Datenschutzverletzungen und Sicherheitsrisiken führen könnte.

Betriebsstörungen: Rowhammer-Angriffe könnten zu Betriebsstörungen in kritischen Infrastrukturen führen, die wichtige Dienste und Funktionen beeinträchtigen und potenziell das tägliche Leben der Menschen gefährden könnten.

Es ist daher entscheidend, dass Organisationen, die kritische Infrastrukturen betreiben, proaktive Maßnahmen ergreifen, um sich gegen Rowhammer-Angriffe und andere potenzielle Bedrohungen zu schützen und die Sicherheit und Stabilität ihrer Systeme zu gewährleisten.