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蘋(píng)果M1芯片驚現“難以修復”的安全漏洞，大部分Arm處理器或都將存在！
6月11日消息，據Techcrunch、venturebeat等外媒報道，近日，麻省理工學(xué)院（MIT）的研究人員發(fā)現，蘋(píng)果的M1芯片存在一個(gè)“無(wú)法修補”的硬件漏洞，攻擊者可以利用該漏洞突破其最后一道安全防御。
報道稱(chēng)，該漏洞存在于蘋(píng)果M1芯片中使用的硬件級安全機制中，被稱(chēng)為“指針身份驗證”（PAC）——這是Arm處理器當中廣泛存在的一項硬件安全機制，它通過(guò)使用加密哈希保護指針來(lái)保護內存中的指針完整性，該加密哈希驗證指針無(wú)法被修改，系統使用它來(lái)驗證程序對受保護指針的使用。當使用錯誤的PAC時(shí)，程序會(huì )崩潰。
根據此前Arm公布的信息顯示，PAC最小化了攻擊面，使得面向返回編程(ROP)漏洞減少了60%以上、面向跳轉編程(JOP)漏洞減少了40%以上。如果是同時(shí)使用PAC和分支目標標識符（BTI）這兩個(gè)硬件安全機制的Arm CPU則能夠進(jìn)一步提升安全性，Glibc 中攻擊者可用的小工具數量減少了約 98%，而代碼大小僅增加了 2% 左右。
不過(guò)，麻省理工學(xué)院計算機科學(xué)和人工智能實(shí)驗室（CSAIL）的研究人員Joseph Ravichandran、Weon Taek Na、Jay Lang 和 Mengjia Yan 創(chuàng )造了一種新穎的硬件攻擊方式，它結合了內存損壞和推測執行攻擊來(lái)回避安全功能。該攻擊表明，指針身份驗證可以不留痕跡地被攻破，并且由于它是一種硬件安全機制，因此蘋(píng)果將無(wú)法通過(guò)更新M1芯片的軟件補丁來(lái)修復它。
MIT CSAIL研究團隊將其攻擊方式稱(chēng)之為“Pacman”，它通過(guò)硬件側信道攻擊來(lái)暴力破解PAC值（由于PAC值只有一定數量，研究人員可以嘗試所有值以找到正確的值），并抑制崩潰，從而啟動(dòng)連鎖攻擊，最終構建控制流劫持攻擊。
“PAC的大小相對較小，直接的暴力攻擊會(huì )導致足夠多的崩潰來(lái)檢測惡意行為——更不用說(shuō)程序重新啟動(dòng)會(huì )導致 PAC 被刷新。但Pacman攻擊的關(guān)鍵在于，使用推測執行攻擊，通過(guò)微架構側通道秘密泄露PAC驗證結果，而不會(huì )導致崩潰?！痹撜撐慕忉尩?。
在概念驗證中，研究人員證明該攻擊甚至可以針對內核（設備操作系統的軟件核心）起作用，這“對所有啟用指針身份驗證的 Arm 系統的未來(lái)安全工作具有重大影響?！盡IT CSAIL的博士生和該研究論文的共同主要作者Joseph Ravichandran說(shuō)道。
“指針身份驗證背后的想法是，如果所有其他防御方法都失敗了，你仍然可以依靠它來(lái)防止攻擊者控制你的系統?！?Joseph Ravichandran補充道：“但是，我們已經(jīng)證明，作為最后一道防線(xiàn)的指針身份驗證并不像我們曾經(jīng)認為的那樣的安全?！?/span>
到目前為止，蘋(píng)果已經(jīng)在其所有基于A(yíng)rm架構的定制芯片上內置了PAC功能，包括 M1、M1 Pro 和 M1 Max等。此外，包括高通和三星在內的許多其他芯片廠(chǎng)商已經(jīng)宣布或預計將推出新處理器都將支持該硬件級安全功能。雖然，MIT CSAIL的研究人員表示，尚未對蘋(píng)果剛剛發(fā)布的 M2 芯片的進(jìn)行測試攻擊，但該芯片也支持PAC功能。
根據此前Arm公布的信息顯示，不僅基于A(yíng)rmv8.3/8.6指令集的CPU內置了PAC功能，最新的Armv9指令集的CPU同樣也內置了PAC功能。
MIT CSAIL的研究人員在研究論文中說(shuō)：“如果不解決這個(gè)問(wèn)題，我們發(fā)現的這項攻擊方式將在未來(lái)幾年影響大多數移動(dòng)設備，甚至可能影響桌面設備?！?/span>
據介紹，研究人員已經(jīng)向蘋(píng)果公司展示了他們的研究結果。不過(guò)，他們也指出，Pacman攻擊并不能繞過(guò) M1 芯片上的所有安全機制，它只是針對PAC可以防止的現有的漏洞。
Joseph Ravichandran表示：“到目前為止，還沒(méi)有使用Pacman創(chuàng )建端到端攻擊，因此沒(méi)有直接的擔憂(yōu)。Pacman需要一個(gè)現有的軟件漏洞才能發(fā)揮作用——攻擊者需要能夠寫(xiě)入溢出內存。攻擊者可以使用現有的漏洞與我們的謂的‘Pacman Gadget’相結合——受攻擊中的一個(gè)代碼序列，允許推測性地使用簽名指針?！?nbsp;
目前，該研究團隊已將該問(wèn)題通知蘋(píng)果，并將在 6 月 18 日的計算機架構國際研討會(huì )上披露更多細節。
在該消息被曝光之后，蘋(píng)果公司發(fā)言人 Scott Radcliffe 對外回應稱(chēng)：“我們要感謝研究人員的合作，因為這個(gè)概念證明促進(jìn)了我們對這些技術(shù)的理解。根據我們的分析以及研究人員與我們分享的詳細信息，我們得出的結論是，此問(wèn)題不會(huì )對我們的用戶(hù)構成直接風(fēng)險，并且不足以自行繞過(guò)操作系統安全保護?！?/span>
值得一提的是，Pacman是在蘋(píng)果M1芯片中被發(fā)現的第三個(gè)漏洞。去年5月，安全研究員赫克托馬丁 (Hector Martin) 發(fā)現了一個(gè)名為M1RACLES的漏洞，該漏洞允許兩個(gè)應用程序秘密交換數據。上個(gè)月，多個(gè)大學(xué)組成的團隊又發(fā)現了一個(gè)名為 Augury 的漏洞，可導致芯片泄漏靜態(tài)數據，不過(guò)目前還沒(méi)有展示出任何可行的漏洞利用方法。
但是與前兩個(gè)漏洞不同的是，Pacman漏洞利用的是M1本身的存在的硬件安全機制PAC，而且該機制還廣泛存在于其他Arm架構的處理器當中，這也使得該漏洞可能將會(huì )帶來(lái)更大的影響。
編輯：芯智訊-浪客劍 資料來(lái)源：Techcrunch、venturebeat
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