Google के शोधकर्ताओं: स्पेक्टर से बचाव के लिए प्रोसेसर आर्किटेक्चर में बदलाव की आवश्यकता है, सॉफ्टवेयर पैच मदद नहीं करेगा

जनवरी 2018 में, Google शोधकर्ताओं ने निर्देशों के सट्टा निष्पादन के साथ अधिकांश आधुनिक प्रोसेसर में मूलभूत हार्डवेयर कमजोरियों के बारे में सार्वजनिक रूप से उपलब्ध जानकारी उपलब्ध कराई। भेद्यता स्पेक्ट्रम (और आसन्न मेल्टडाउन) सीपीयू में शाखा भविष्यवाणी तंत्र का शोषण करता है और एक सामान्य चैनल के माध्यम से एक सामान्य कैश पदानुक्रम के रूप में डेटा पढ़ने की अनुमति देता है। दूसरे शब्दों में, कंप्यूटर पर कोई भी एप्लिकेशन मनमाने ढंग से मेमोरी लोकेशन पर रीड एक्सेस प्राप्त कर सकता है, जो प्रोग्राम के अलगाव का उल्लंघन करता है, डेटा लीक, सेवा से इनकार और अन्य परेशानियों को भड़काता है।

सबसे खराब, लगभग सभी आधुनिक प्रोसेसर (आरआईएससी और रूसी एल्ब्रस को छोड़कर) असुरक्षित हैं, क्योंकि शाखा भविष्यवाणी आधुनिक सीपीयू की वास्तुकला का एक मूलभूत हिस्सा बन गई है, जिसे प्रदर्शन के महत्वपूर्ण नुकसान के बिना नहीं छोड़ा जा सकता है।

वास्तव में, शोधकर्ताओं ने 2017 के मध्य में भेद्यता को वापस पाया, उन्होंने बस इसके बारे में आम जनता को सूचित नहीं किया ताकि प्रोसेसर और सिस्टम के निर्माताओं को माइक्रोकोड और सॉफ़्टवेयर अपडेट तैयार करने का अवसर मिले।

इसलिए, जनवरी की शुरुआत में आधिकारिक घोषणा के तुरंत बाद, इंटेल ने बड़ी संख्या में वर्तमान और पुराने प्रोसेसर मॉडल के लिए एक माइक्रोकोड अपडेट जारी किया । अपडेट Red Hat Enterprise Linux, SUSE लिनक्स एंटरप्राइज सर्वर, CentOS, Fedora, Ubuntu, Debian और Chrome OS के पैकेज के रूप में उपलब्ध है, जिससे आप BIOS को अपडेट किए बिना फर्मवेयर अपडेट कर सकते हैं। माइक्रोकोड को अपडेट करने से केपीटीआई पैच को लिनक्स कर्नेल पर लागू करने की आवश्यकता समाप्त नहीं होती है। सच है, लिनुस टॉर्वाल्ड्स के पहले संस्करणों को "पूर्ण कचरा" कहा जाता है , और इंटेल ने उन्हें स्थापित करना बंद करने के लिए कहा, और फिर पुनः जारी किया।

अन्य निर्माताओं द्वारा अपने उत्पादों के लिए अपडेट जारी किए गए थे, अधिकांश ऑपरेटिंग सिस्टम के लिए संबंधित पैच जारी किए गए थे। विंडोज 10 के लिए एक पैच रोमांच से बच नहीं गया: माइक्रोसॉफ्ट ने इसे जारी किया, इसे वापस बुलाया, फिर इसे फिर से जारी किया।

लेकिन इन सभी रोमांच के बाद, कहानी समाप्त होती दिख रही थी: पैच के स्थिर संस्करण जारी किए गए थे और हर कोई जो उन्हें स्थापित करना चाहता था। ऐसा लगता है कि आप इसे समाप्त कर सकते हैं। लेकिन नहीं। एक साल बाद, 14 फरवरी, 2019 को, Google के शोधकर्ताओं के एक समूह ने यह कहते हुए एक रिपोर्ट प्रकाशित की, “स्पेक्टर हमारे साथ रहेगा। तृतीय-पक्ष चैनलों और सट्टा निष्पादन के माध्यम से हमलों का विश्लेषण । ” शोधकर्ताओं ने निष्कर्ष निकाला कि केवल सॉफ्टवेयर पैच के साथ भेद्यता को पूरी तरह से बंद करना असंभव है। इसके लिए "प्रोसेसर के महत्वपूर्ण प्रसंस्करण" की आवश्यकता होगी।

रिपोर्ट से यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि भेद्यता वास्तव में मौलिक है। लेखक लिखते हैं कि भविष्य में लागू होने वाले आंशिक सुरक्षा तरीकों के बावजूद, सट्टा निष्पादन के साथ सभी प्रोसेसर हमेशा साइड चैनलों के विभिन्न हमलों के अधीन होंगे ।

रिपोर्ट में कहा गया है: “हम मानते हैं कि आधुनिक उपकरणों के साथ, सट्टा कमजोरियों को सॉफ्टवेयर-स्तर की गोपनीयता को कमजोर करते हैं। उसी समय, कोई व्यापक सॉफ़्टवेयर सुरक्षा नहीं है, क्योंकि हमें पता चला है कि दुर्भावनापूर्ण कोड तीसरे पक्ष के चैनलों के माध्यम से एक ही पता स्थान में सभी मेमोरी पढ़ने के लिए एक सार्वभौमिक तंत्र बना सकता है। "

इंटेल ने कहा कि यह स्पेक्टर से बचाने के लिए प्रोसेसर में कुछ हार्डवेयर परिवर्तनों को लागू करना है। लेकिन समस्या यह है कि स्पेक्टर सिर्फ एक बग नहीं है। शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि यह कमजोरियों का एक विस्तृत वर्ग है जो शाखा भविष्यवाणी तंत्र का शोषण करता है। इसलिए, साधारण पैच यहां नहीं कर सकते हैं।

शोधकर्ताओं ने कई संभावित समाधान सुझाए हैं:

• सट्टा निष्पादन की पूर्ण अक्षमता;
  
• टाइमर की सटीकता में कमी;
  
• मास्किंग शाखाएं (चूंकि किसी भी सुरक्षा जांच को एक शाखा के रूप में कोड में एम्बेडेड किया जाता है, शाखा भविष्यवाणी की प्रकृति द्वारा दरकिनार किया जा सकता है, लेखक प्रस्ताव रखते हैं कि सुरक्षा तंत्र को डिजाइन करने में शाखाओं पर विचार न करें)।

शोधकर्ता एक निराशाजनक निष्कर्ष देते हैं: “हमारे मॉडल, हमारे मानसिक मॉडल गलत हैं; हमने प्रदर्शन और जटिलता के लिए सुरक्षा का त्याग किया, और इसके बारे में नहीं जानते थे। अब कड़वी विडंबना यह है कि सुरक्षा के लिए सॉफ्टवेयर टूल्स का उपयोग करके और भी अधिक जटिलता की शुरुआत की आवश्यकता है, जिनमें से अधिकांश, जैसा कि हम जानते हैं, अपूर्ण हैं ... ऐसा लगता है कि स्पेक्टर को बहुत अच्छा नाम मिला क्योंकि यह लंबे समय तक हमें परेशान करने के लिए नियत है। "