【安全圈】AMD Zen CPU皆中招，新型Inception攻击能从中泄露敏感数据

苏黎世联邦理工学院的研究人员发现了一种新型瞬态执行攻击，能在所有型号的 AMD Zen CPU上执行特定命令并泄露敏感数据。

瞬态执行攻击利用了CPU上的推测执行机制，该机制旨在让CPU处理比较费时的任务时预先设置下一步操作或结果，以此提高CPU性能。但问题在于这可能会留下可供攻击者观察或分析的痕迹，以检索本应受到保护的有价值数据。

研究人员将一种名为“幻影推测”的旧漏洞（CVE-2022-23825）与一种名为“瞬态执行训练”(TTE) 的新瞬态执行攻击相结合，创建了一种更强大的“初始” 攻击。“幻影推测”允许攻击者触发错误预测，在任意 XOR 指令处创建推测执行周期（瞬态窗口）；TTE 则是通过向分支预测器注入新的预测来操纵未来的错误预测，以此来创建可利用的推测执行。

该攻击所能利用的漏洞已被追踪为CVE-2023-20569，允许攻击者使CPU相信XOR指令（简单的二进制运算）是递归调用指令，进而导致攻击者控制的目标地址溢出返回堆栈缓冲区，从而允许攻击者从任何 AMD Zen CPU 上运行的非特权进程中泄露任意数据。

Inception逻辑图

通过此种 Inception攻击实现的数据泄露速率为每秒39 字节，窃取 16 个字符的密码大约需要半秒，窃取 RSA 密钥需要 6.5 秒。

如何防止 Inception 攻击？

研究人员表示，所有基于 AMD Zen 的 Ryzen 和 EPYC CPU都容易受到 Phantom 和 Inception 的攻击。

尽管研究人员创建的概念验证旨在 Linux 上执行，但这些攻击可能适用于任何使用AMD CPU 的操作系统，因为这是一个硬件缺陷，而不是软件缺陷。

缓解这一问题的策略是在不信任上下文之间切换时，完全刷新分支预测器状态，但在较老的 Zen 1(+) 和 Zen 2 CPU 上会带来 93.1% 到 216.9% 的性能开销。对于 Zen 3 和 Zen 4 CPU，虽然最初缺乏对此缓解策略的足够硬件支持，但 AMD 此后发布了微代码更新以启用此功能，建议基于 Zen 的 AMD 处理器的用户安装最新的微代码更新。

此外，AMD最新表示，Inception只能在本地被利用，例如通过下载恶意软件，并建议客户采用安全最佳实践，包括运行最新的软件和恶意软件检测工具。目前AMD 尚未发现研究环境之外对Inception有任何利用。