RowHammer - изменение данных в соседних ячейках RAM

http://www.opennet.ru/opennews/art.shtml?num=41817

Исследователи безопасности из группы Zero, созданной компанией Google для предотвращения атак, совершаемых с использованием ранее неизвестных уязвимостей, продемонстрировали реальность создания рабочих эксплоитов, использующих уязвимость RowHammer, вызванную особенностями работы современных чипов памяти DRAM.

Изначально проблема с памятью DRAM скептически оценивалась многими экспертами, которые считали, что проблема ограничена лишь возможностью совершения отказа в обслуживании, а применение уязвимости для проведения более серьёзных атак считалось нереалистичным. Исследователи сумели опровергнуть данное мнение и задействовали уязвимость для совершения реальных атак, имеющих критический уровень опасности. Подготовлено два эксплоита, которые можно использовать в обычных условиях на штатном потребительском оборудовании. Первый эксплоит позволяет организовать выполнение кода с правами ядра системы. Второй вариант атаки даёт возможность обойти sandbox-изоляцию Native Client в браузере Chrome (CVE-2015-0565).

В качестве методов блокирования проявления проблемы, кроме внесения изменений на аппаратном уровне, упоминается ряд обходных путей защиты, которые можно применить на уровне ОС или выпустив обновления BIOS и прошивок. Например, повышение частоты обновления DRAM существенно затрудняет проведение атаки, а использование счётчиков производительности CPU позволяет выявлять факты осуществления атак. В Native Client блокировать уязвимость удалось добавив в систему верификации кода запрет на использование инструкции CLFLUSH.

В отчёте также указывается на важность публичного доведения до всеобщего сведения информации о выявляемых проблемах. Судя по всему производители знали об уязвимости уже давно, о чём свидетельствуют представленные в стандарте LPDDR4 два метода защиты от уязвимости, но не спешили реализовать исправления и не предупредили пользователей, так как считали уязвимость неопасной и влияющей только на стабильность.

Напомним, что в прошлом году группа исследователей обратила внимание на достаточно простой способ проявления эффекта искажения содержимого отдельных битов памяти DRAM - повреждение отдельных битов DRAM-памяти можно инициировать путём цикличного чтения данных из соседних ячеек памяти (простой цикл с чтением содержимого памяти и очисткой кэша). Проблема обусловлена особенностью работы памяти DRAM, которая формируется как двухмерный массив ячеек, каждая из которых состоит из конденсатора и транзистора.

Состояние сохранённого в ячейке значения определяется тем, заряжен или нет конденсатор. Для поддержания заряда применяется цикл регенерации. При выполнении непрерывного чтения одной и той же области памяти из-за постоянного открытия и закрытия линии WL (Word Line), которая управляет транзисторами доступа, возникают флуктуации напряжения, которые могут привести к аномалии, вызывающей небольшую потерю заряда соседних ячеек. Если интенсивность чтения достаточно большая, то ячейка может потерять достаточно большой объём заряда и очередной цикл регенерации не успеет восстановить его первоначальное состояние, что приведёт к изменению значения сохранённых в ячейке данных.