随机数、XKCD 漫画与 ZEN 系列最新 CPU 漏洞 CVE-2024-56161

敏锐和前瞻能力很重要，尤其对于网络安全。

笔者之前已曾强调过漏洞补丁管理需要延伸到 CPU 微码补丁：

《挖深网络安全的兔子洞：CPU 微码补丁管理》

刚刚发布不久的漏洞公告: CVE-2024-56161[1]，又再一次说明了漏洞补丁管理务必需要延伸纳入 CPU 微码补丁。

该漏洞按 CVSS 3.1 评分7.2，关系到 AMD ZEN 系列 CPU 发布的微码更新[2]。

漏洞由 GOOGLE 安全研究人员发现[3]，原理在于 CPU 使用了不安全的哈希函数去验证微码补丁的签名，导致允许具备本地管理员权限的攻击者（位于 VM 之外，RING 0 层）加载有害的微码补丁。

研究员通过测试证实，虽然该漏洞首次发现是在 ZEN 4 CPU 上，但实际从 ZEN 1 到 ZEN 4 CPU 都受影响，即包括有：

• EPYC 7001 (Naples)
• EPYC 7002 (Rome)
• EPYC 7003 (Milan/Milan-X)
• EPYC 9004 (Genoa/Genoa-X/Bergamo/Siena)

需要注意一点是海光 CPU 源自 AMD ZEN 1。但笔者条件所限，未知该 BUG 是否也存在，只能提醒一下相关读者注意了。

虽然漏洞被利用需要前提，但若实施成功，其危害性相当大，可以使攻击者攻破 AMD 最新版本的 Secure Encrypted Virtualization[4] 即 SEV-SNP(Secure Nested Paging)[5] 所保护的机密计算负载，以及还能攻破 Dynamic Root of Trust Measurement[6]，简单说就是能从根本上沦陷掉整台计算机。

GOOGLE 安全研究员为此还专门开发了一个验证程序：该程序通过微码补丁更新的方式改变了 RDRAND 指令的行为，使得 CPU 返回的随机数总是 4[7]。

RDRAND 是 Intel 在 Ivy Bridege 架构中新增的 CPU 指令，利用 CPU 内部的热噪声、时序中断计数等参数产生真随机数，被广泛采信和利用于各类加密算法环境。

这个指令如果失效或被控制，这条硬件指令随机数就不再随机，甚至还不如传统的伪随机数算法产生的随机数了。

AMD 基于 X86 指令集的授权关系也实现了这条指令。

这事情有趣在于“总是返回4的随机数函数”是个梗，创意来自于著名的漫画站 XKCD，也就是如下这篇：

来源：https://xkcd.com/221/

稍作解释：如图的 C 语言函数命名为“获得随机数”，只有一条返回数值4的命令，且注释是“以公平的掷骰子选出，保证随机”，哈哈哈......

其实熟悉伪随机数算法原理的读者都知道，通常只要算法种子未知，使用者就难以否定伪随机数不随机，即使它一直给出的都是同一个数......或许下一个就不是这个数呢？

这就是另一著名漫画系列 Dilbert 回应给 XKCD 的创作：图1上，小恶魔对 Dilbert 说，看，这就是我们自己的随机数发生器。图2，Dilbert 仔细一看，原来是另一个小恶魔在不断地说“9 9 9 9 9 9 ......”。图3，Dilbert 不禁质疑：“你们确认那真的是随机的？” “嗯，这就是随机性的问题所在，你永远无法确认。”小恶魔回复。

所以，即使 CPU 的 RDRAND 指令总是返回 4 这么荒谬，但这数来自 CPU，又有几个人有能力怀疑并确认 CPU 已经被黑掉呢？

紧跟厂商微码更新打补丁这件事相信笔者不用强调了，但检查方法值得关注。

比如如果是用 Microsoft Windows ，可以通过访问注册表的方法检查当前应用的补丁版本，位置路径在：

HKEY_LOCAL_MACHINEHARDWAREDESCRIPTIONSystemCentralProcessor�

检查其中的二进制项目：

Update Revision

如图：

（嗯，笔者手提电脑用的 Intel，此图仅为示意）

又如果是用 Linux ，可以在 root 用户下通过如下命令：

head -n7 /proc/cpuinfo

检查输出内容中的 microcode 项目的值。

将查询获得的版本值与 AMD 在 advisory 页面[2]提供的版本信息进行比较，即可判定微码补丁更新是否已经实施到位。

根据 AMD，与本漏洞相关的最新微码补丁版本如下：

最后值得注意的是，这个补丁的发现、修补和公开三阶段的时间跨度相当长，分别是：

• 报告日期：2024年9月25日
• 修补日期：2024年12月17日

• 公开日期：2025年2月3日

据 Google 安全研究员的说明，延迟披露的原因在于供应链的深度导致修补的过程很长，且目前仍不适合公布所有漏洞细节，具体情况将在2025年3月5日再发布。

~ 完 ~

注：题头图由笔者自行拍摄。

参考引用：

[1] NVD - CVE-2024-56161

https://nvd.nist.gov/vuln/detail/CVE-2024-56161

[2] AMD SEV Confidential Computing Vulnerability

https://www.amd.com/en/resources/product-security/bulletin/amd-sb-3019.html

[3] AMD: Microcode Signature Verification Vulnerability

https://github.com/google/security-research/security/advisories/GHSA-4xq7-4mgh-gp6w

[4] AMD Secure Encrypted Virtualization (SEV)

https://www.amd.com/en/developer/sev.html

[5] AMD SEV-SNP

https://www.amd.com/content/dam/amd/en/documents/epyc-business-docs/white-papers/SEV-SNP-strengthening-vm-isolation-with-integrity-protection-and-more.pdf

[6] AMD Dynamic Root of Trust Measurement

https://www.amd.com/content/dam/amd/en/documents/epyc-technical-docs/user-guides/58453.pdf

[7] security-research/pocs/cpus/entrysign at master · google/security-research

https://github.com/google/security-research/tree/master/pocs/cpus/entrysign

[8] XKCD 221: Random Number

https://xkcd.com/221/

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原文始发于微信公众号（wavecn）：随机数、XKCD 漫画与 ZEN 系列最新 CPU 漏洞 CVE-2024-56161