Новая атака VMSCAPE: Spectre вернулся и бьёт по AMD Zen и Intel Coffee Lake

Швейцарская высшая техническая школа Цюриха снова напоминает миру, что история с Spectre ещё далека от финала. Исследователи из университета нашли новую уязвимость в процессорах AMD Zen и Intel Coffee Lake, которая позволяет гостевой виртуальной машине красть секреты у гипервизора.

Атака получила название VMSCAPE (CVE-2025-40300). Главное отличие от предыдущих Spectre-подобных приёмов — здесь злоумышленнику не нужны никакие хитрые модификации кода, вроде инъекций. Всё работает в дефолтной конфигурации.

В статье «VMSCAPE: Exposing and Exploiting Incomplete Branch Predictor Isolation in Cloud Environments», которую представят на симпозиуме IEEE по безопасности и конфиденциальности, авторы показали, что атака успешно бьёт по KVM и QEMU.

На практике они сумели считать криптографический ключ для дискового шифрования: скорость утечки составила около 32 байт в секунду на AMD Zen 4, весь процесс занял чуть больше 12 минут.

Под удар попали AMD Zen от первого до пятого поколения и Intel Coffee Lake. Исправить это железом не получится, поэтому разработчики ядра Linux внедрили программные меры защиты. Но без потерь не обошлось: в ряде сценариев падение производительности достигает 10%, хотя для Zen 4 замедление почти незаметное — около 1%.

VMSCAPE эксплуатирует недостаточное разделение предсказателей переходов между гостем и хостом. В результате происходит утечка из одной среды в другую. Для атаки используется новый приём vBTI — virtualization Branch Target Injection.

Как утверждают в Intel, уже существующие механизмы защиты от Spectre v2 (IBRS, IBPB и другие) помогают закрыть дыру, и вместе с сообществом Linux компания готовит обновления. AMD пообещала выпустить собственные патчи.

В качестве основной меры защиты предложено включение «IBPB before exit to userspace» — обновлённая версия подхода «IBPB-on-VMExit». Насколько это ударит по производительности, зависит от того, как часто виртуалка обращается к пользовательскому пространству: для эмулированных устройств накладные расходы ощутимее, чем для виртуализированных.

В любом случае патч будет активен на всех затронутых системах, включая новые AMD Zen 5 и даже свежие Intel-процессоры, которые напрямую уязвимы не были.