Das Team rund um Dr. Daniel Gruss (TU GRAZ) hat mit “Platypus” eine weitere Sicherheitslücke in Intel-Prozessoren entdeckt. Dabei führten die Informatiker einen Seitenkanalangriff auf einen Computer-Prozessor durch und setzten für dieses Manöver auf eine Kombination der Bedienoberfläche zur Energieüberwachung RAPL (Running Average Power Limit) und der Sicherheitsfunktion SGX (Software Guard Extensions) um durch die Sicherheitssperren zu schlüpfen. So erlangten Sie Zugang zu Daten und kryptischen Schlüsseln.
Informatiker der Technischen Universität Graz haben bereits mehrmals Fehler und Lücken in den Computer-Prozessoren der Firma Intel ausfindig gemacht. Diesmal hat Dipl. Ing. Moritz Lipp, Doktoratskandidat aus dem selben Team welches schon die Sicherheitslücken Meltdown und Spectre entdeckt hatte, federführend das “Platypus” genannte Hacking-Verfahren entwickelt, mit dem man auf sensible Daten und Krypto-Schlüssel zugreifen kann.
Mehr dazu in der Presseaussendung der TU-Graz:
PLATYPUS – GRAZER FORSCHER ENTDECKEN NEUE SCHWACHSTELLE IN INTEL-PROZESSOREN
Unter Leitung der TU Graz präsentiert ein internationales Team von Sicherheitsforschern neue Seitenkanalangriffe, die über softwarebasierte Strommessungen in noch nie dagewesener Genauigkeit den Zugriff auf sensitive Daten ermöglichen.
Power side-channel attacks sind Angriffe, die Schwankungen im Stromverbrauch ausnutzen, um sensitive Daten wie z. B. kryptografische Schlüssel zu extrahieren. Da Strommessungen mit einer Malware bisher zu ungenau und zu schlecht aufgelöst waren, erforderten solche Attacken den physischen Zugriff auf das jeweilige Zielgerät sowie spezielle Messgeräte wie ein Oszilloskop.
Forschende am Institut für Angewandte Informationsverarbeitung und Kommunikationstechnologie der TU Graz beschäftigen sich schon seit knapp 20 Jahren intensiv mit strombasierten Seitenkanälen. 2017 begannen sie damit, softwarebasierte Stromangriffe zu untersuchen. Gemeinsam mit Kollegen von der University of Birmingham und des Helmholtz-Zentrums für Informationssicherheit (CISPA) ist ihnen der finale Schritt gelungen. Unter https://platypusattack.com präsentieren sie mit PLATYPUS eine Methode, die power side-channel attacks auch ohne physischen Zugriff erlaubt. Betroffen sind Desktop-PCs, Laptops und Cloud-Computing-Server von Intel und AMD.
RAPL-INTERFACE UND SGX-ENKLAVEN ALS SCHÜSSEL
Zum einen bedienen sich die Forschenden dem RAPL-Interface (Running Average Power Limit), das in Intel- und AMD-CPUs verbaut ist. Dieses Interface überwacht den Energieverbrauch in den Geräten und sorgt dafür, dass diese nicht überhitzen oder zu viel Strom verbrauchen. RAPL wurde so konfiguriert, dass der Stromverbrauch auch ohne Administrations-Rechte mitprotokolliert werden kann. Das bedeutet, dass die Messwerte ohne jegliche Berechtigungen ausgelesen werden können.
Zum anderen missbraucht die Gruppe Intels Sicherheitsfunktion Software Guard Extensions (SGX). Diese Software verlagert Daten und kritische Programme in eine isolierte Umgebung (sogenannte Enklaven), wo sie auch dann sicher sind und ausgeführt werden können, wenn das Betriebssystem bereits kompromittiert ist.
KOMBINATION FÜHRT ZU (UN)ERWÜNSCHTEN
Die Forschenden führten diese beiden Techniken in ihren Angriffsmethoden zusammen: Mithilfe eines kompromittierten Betriebssystems, das auf Intel SGX abzielt, brachten sie den Prozessor dazu, innerhalb einer SGX-Enklave gewisse Befehle zigtausendfach auszuführen. Über das RAPL-Interface wurde der Stromverbrauch jedes einzelnen dieser Befehle gemessen. Die Schwankungen der Messwerte lieferten schließlich Rückschlüsse auf Daten und den kryptografischen Schlüssel.
In weiteren Szenarien zeigen die Forscher darüber hinaus, dass auch Angreifende ohne Administrations-Rechte das Betriebssystem attackieren und von dort geheime Daten stehlen können.
NEUE SICHERHEITSUPDATES BEHEBEN DIE GEFAHR
Bereits im November 2019 haben die TU Graz-Informatiker Moritz Lipp, Andreas Kogler und Daniel Gruss gemeinsam mit ihrem Ex-Kollegen Michael Schwarz (forscht seit Sommer 2020 am CISPA in Saarbrücken) und mit David Oswald von der University of Birmingham Intel und AMD über ihre Entdeckungen informiert. Die Unternehmen haben jetzt Lösungen erarbeitet, die von den Nutzerinnen und Nutzern unbedingt eingespielt werden sollen. Ein Sicherheitsupdate erlaubt den Zugriff auf den RAPL-Messzähler nur noch mit Administratoren-Rechten. Und weitere Updates für die betroffenen Prozessoren selbst sorgen dafür, dass der Stromverbrauch so zurückgegeben wird, dass die feinen Unterschiede in den Befehlen nicht mehr erkennbar sind.
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