Вектор атаки TEE.Fail ломает доверенные среды CPU от Intel, AMD, NVIDIA

Исследователи из Технологического института Джорджии и Университета Пердью рассказали о новой атаке под названием TEE.Fail, с помощью которой им удалось извлечь секретные ключи из доверенной среды выполнения (TEE) — того самого «защищённого уголка» процессора, где хранятся самые конфиденциальные данные.

Речь идёт о таких технологиях, как Intel SGX и TDX, а также AMD SEV-SNP. Они используются для так называемых «доверенных вычислений», где данные и код изолированы от операционной системы, чтобы даже взломанный сервер не смог добраться до них.

Но, как выяснилось, в современных процессорах с памятью DDR5 защита уже не такая надёжная. В погоне за скоростью и масштабируемостью производители убрали часть механизмов контроля целостности памяти и оставили только шифрование AES-XTS. А это оказалось слабым местом.

Учёные придумали (PDF) изящный способ — врезаться в шину памяти с помощью промежуточного адаптера (интерпозера) и снимать зашифрованный трафик между оперативкой и процессором. Всё оборудование для эксперимента обошлось меньше чем в $1000, так что, по словам исследователей, повторить атаку смог бы и «продвинутый энтузиаст».

Эксперимент показал, что шифрование в DDR5 детерминированное — то есть одни и те же данные превращаются в один и тот же шифротекст. Это позволило исследователям сопоставить зашифрованные блоки с реальными значениями, а дальше — восстановить закрытые ключи, с помощью которых можно выдавать себя за доверенные среды SGX/TDX или SEV-SNP.

С помощью TEE.Fail команда смогла:

• Подделывать TDX-аттестации в блокчейне Ethereum BuilderNet и получать доступ к конфиденциальным данным.
• Имитировать Intel и NVIDIA TEE, чтобы запускать код вне защищённой среды, но с видимостью легитимности.
• Извлекать закрытые ключи ECDH прямо из анклав и полностью компрометировать систему.

Для атаки всё же нужны права администратора и физический доступ к серверу, так что массовой угрозой TEE.Fail назвать нельзя. Однако исследование показывает, что современные TEE уже не так надёжны, как считалось ранее, особенно в серверных системах с DDR5.

Исследователи сообщили о проблеме Intel — в апреле, NVIDIA — в июне, AMD — в августе. Все компании пообещали устранить брешь.