Sụp đổ: Lỗ hổng bảo mật AVX, ảnh hưởng CPU Intel từ năm 2015 đến 2019

Buzz

Nội dung bài viết

Downfall

Đánh Cắp Mật Khẩu Mã Hóa AES

Bản Vá Ảnh Hưởng tới Hiệu Suất CPU

Xem thêm

Đọc tóm tắt

- AVX2 và AVX-512 là các công nghệ được chip CPU Intel hỗ trợ để tăng tốc độ xử lý nhiều công việc từ năm 2013.
- Intel đã vô hiệu hóa khả năng xử lý thông qua tập chỉ thị AVX-512 trên các chip xử lý hai dạng nhân P core và E core từ thế hệ Alder Lake.
- Lỗ hổng bảo mật Downfall lợi dụng AVX-512 và tối ưu bộ nhớ trong CPU Intel để kẻ gian có thể đánh cắp dữ liệu.
- Intel đã ngừng hỗ trợ AVX-512 từ thế hệ CPU Core 12th Gen trở đi, nhưng vẫn ảnh hưởng đến máy chủ trang bị CPU Xeon.
- Lỗ hổng Downfall đã được phát hiện và Intel đã phát hành microcode vá lỗi để ngăn chặn việc rò rỉ dữ liệu.

AVX2 và AVX-512, được chip CPU Intel hỗ trợ tăng tốc độ xử lý nhiều công việc như nén, mã hóa, giải nén dữ liệu đã được ra mắt trên các sản phẩm thương mại từ năm 2013. Trong suốt 10 năm tồn tại, AVX2 hoặc AVX-512...

Ngoài ra, với việc giới thiệu kiến trúc chip xử lý hai dạng nhân P core và E core kể từ thế hệ Alder Lake, Intel đã vô hiệu hóa khả năng xử lý thông qua tập chỉ thị AVX-512. Kể từ kiến trúc Alder Lake trở đi, CPU không hỗ trợ tập lệnh này.

Đây là Downfall: một lỗ hổng bảo mật lợi dụng AVX-512 và tối ưu bộ nhớ trong CPU Intel để kẻ gian có thể đánh cắp dữ liệu.

Downfall

Downfall là lỗ hổng bảo mật được nhà nghiên cứu Daniel Moghimi của Google phát hiện. Lỗ hổng này có thể tiết lộ thông tin phần cứng từ các tính năng tối ưu bộ nhớ trong CPU Intel cho các phần mềm đang chạy. Kẻ gian có thể sử dụng phần mềm độc hại để trích xuất dữ liệu từ các phần mềm khác.

Daniel Moghimi, nhà nghiên cứu, giải thích: “Tôi phát hiện rằng lệnh Gather, được sử dụng để tăng tốc truy xuất dữ liệu rải rác trong bộ nhớ, đã gây ra việc rò rỉ dữ liệu trong tệp ghi vector nội bộ trong quá trình xử lý dự đoán. Việc truy xuất dữ liệu rải rác trong bộ nhớ rất hữu ích để tăng tốc độ xử lý. Tuy nhiên, mỗi khi tăng tốc độ xử lý, cần phải có các giải pháp tối ưu. Dựa trên kinh nghiệm từ việc nghiên cứu các lỗ hổng bảo mật trước đây, tôi cảm thấy việc tối ưu này có thể gây ra rò rỉ dữ liệu thông qua tập lệnh AVX.”

Từ thế hệ CPU Core 12th Gen trở đi, Intel đã ngừng hỗ trợ AVX-512. Điều này ảnh hưởng đến các chip xử lý tiêu dùng từ thế hệ Core 6 đến 11, nhưng không bao gồm ba thế hệ Alder Lake, Raptor Lake và Sapphire Lake.

Vấn đề nằm ở chỗ, AVX-512 hoặc AVX2 được sử dụng rộng rãi trong máy chủ để tăng tốc xử lý. Thị phần CPU máy chủ của Intel hiện đang ở mức 70%. Điều này có nghĩa là ngay cả khi sử dụng các thế hệ CPU mới nhất, vẫn có nguy cơ rò rỉ dữ liệu cá nhân nếu hacker tấn công các máy chủ trang bị CPU Xeon thông qua lỗ hổng Downfall.

Đánh Cắp Mật Khẩu Mã Hóa AES

Để minh họa khả năng lấy dữ liệu từ lỗ hổng Downfall, Moghimi đã thu được khóa mã hóa AES 128 và 256-bit từ một người dùng khác thông qua Linux Kernel.

Intel gọi lỗ hổng này là GDS, viết tắt của Thu Thập Dữ Liệu Mẫu, dựa trên việc sử dụng quá trình lệnh Gather. Sau đó, họ cũng đã phát hành microcode vá lỗi cho các chip CPU bị ảnh hưởng, nhằm mục đích ngăn chặn dữ liệu dự đoán từ lệnh Gather, không cho các phần mềm khác nhìn thấy và thu thập. Vấn đề nằm ở chỗ, hiệu suất của quá trình xử lý Gather có thể giảm đến 50%, phụ thuộc vào tầm quan trọng của lệnh này trong quá trình vận hành phần mềm.

Intel thông báo, có tùy chọn không cập nhật microcode để giảm thiểu ảnh hưởng đến hiệu suất CPU. Moghimi cho rằng, đây là một ý tưởng tồi vì “ngay cả khi máy tính không chạy phần mềm cần tới lệnh vector, các CPU hiện đại vẫn dựa vào thanh ghi vector để tối ưu hóa các lệnh và tác vụ cơ bản, như việc sao chép bộ nhớ và trao đổi dữ liệu trong các thanh ghi, tạo ra nguy cơ cho phần mềm độc hại có thể ăn cắp dữ liệu từ việc lợi dụng lỗ hổng của lệnh Gather.”

Downfall được đề cập chỉ vài tuần sau khi các nhà nghiên cứu của Google công bố một lỗ hổng bảo mật phần cứng trên các CPU AMD Ryzen kiến trúc Zen 2, được gọi là Zenbleed. Lỗ hổng Zenbleed, tương tự như Spectre và Meltdown trong quá khứ, lợi dụng các tính năng tối ưu xử lý của CPU để tăng hiệu suất tính toán, từ đó cho phép hacker và tội phạm công nghệ cao ăn cắp mật khẩu và chuỗi mã hóa khi chúng được xử lý qua CPU.

Bản Vá Ảnh Hưởng tới Hiệu Suất CPU

Michael Larabel từ Phoronix đã thực hiện cập nhật bản vá microcode để thử nghiệm một số mẫu CPU Intel bị ảnh hưởng bởi Downfall, bao gồm hệ thống với hai chip Xeon Platinum 8380, một chip Xeon Gold 6226R và Core i7-1165G7 chạy trên Linux.

Kết quả cho thấy hai chip Xeon Platinum 8380 khi chạy OpenVKL 1.3.1 chậm hơn 6%, OSPRay 2.12 chậm hơn gần 34% so với trường hợp không áp dụng bản vá. Trong bài thử nghiệm Neural Magic DeepSparse 1.5, chênh lệch hiệu suất trước và sau khi cập nhật microcode vá lỗ hổng Downfall là 21%.

Tương tự, chip Xeon Gold 6226R gặp tình trạng tương tự. OSPRay 2.12 chậm hơn 32%. Neural Magic chậm hơn 26%. Trên giải pháp CPU tiêu dùng Core i7-1165G7 trên laptop, chênh lệch hiệu suất trong ba bài thử nghiệm benchmark dao động từ 11.25 đến 39%.

Tổng kết

Các câu hỏi thường gặp

Lỗ hổng bảo mật Downfall ảnh hưởng đến những dòng chip Intel nào?

Lỗ hổng Downfall ảnh hưởng đến các dòng chip CPU Intel từ thế hệ Core 6 đến 11, nhưng không bao gồm các dòng Alder Lake, Raptor Lake, và Sapphire Lake.

Downfall có thể gây nguy hiểm gì cho người dùng sử dụng chip Intel?

Lỗ hổng Downfall có thể bị lợi dụng để trích xuất dữ liệu nhạy cảm, bao gồm mật khẩu mã hóa AES, từ các phần mềm khác, gây rủi ro bảo mật cho người dùng.

Intel đã làm gì để khắc phục lỗ hổng Downfall?

Intel đã phát hành microcode vá lỗi cho các chip CPU bị ảnh hưởng nhằm ngăn chặn việc thu thập dữ liệu dự đoán từ lệnh Gather, giảm thiểu nguy cơ lỗ hổng bảo mật.

Hiệu suất của CPU Intel giảm bao nhiêu khi áp dụng bản vá lỗ hổng Downfall?

Khi áp dụng bản vá lỗ hổng Downfall, hiệu suất của CPU Intel có thể giảm tới 50%, tùy thuộc vào vai trò của lệnh Gather trong quá trình vận hành phần mềm.

Có nên áp dụng bản vá microcode cho lỗ hổng Downfall để bảo mật không?

Mặc dù bản vá microcode có thể giảm hiệu suất CPU, nhưng để bảo vệ dữ liệu và ngăn chặn các cuộc tấn công, việc áp dụng bản vá là cần thiết.

Nội dung từ Mytour nhằm chăm sóc khách hàng và khuyến khích du lịch, chúng tôi không chịu trách nhiệm và không áp dụng cho mục đích khác.

Nếu bài viết sai sót hoặc không phù hợp, vui lòng liên hệ qua email: [email protected]