美国时间5月14日，安全研究人员在英特尔芯片中发现了一种新的漏洞，如果利用这种漏洞，可以直接从处理器中窃取敏感信息，详情可见链闻先前收录的文章《Intel再曝僵尸负载漏洞：直接获取密码、2011年后电脑都受影响》。英特尔公司和多方研究人员表示，该漏洞暂无影响，无需恐慌。
但是，这种名为「ZombieLoad」的漏洞究竟是什么？这种漏洞是否会对基于IntelSGX的可信执行环境系统产生影响？要知道，越来越多的区块链项目正在尝试利用基于TEE的技术来实现数据隐私保护。
为了回答该问题，链闻邀请了提供Layer-2隐私计算方案的TEEX团队成员撰文，一文说明该漏洞本质，以及可能产生的影响。
撰文：TEEX团队
什么是ZombieLoad？
ZombieLoad是由包括Intel、格拉茨技术大学、伍斯特理工学院、鲁汶大学在内的多家机构发现的一种新型处理器硬件漏洞。该漏洞目前仅在Intel的处理器中被发现。漏洞于美国时间5月14日披露，同时Intel也发布了针对该漏洞的修复补丁，包括微软、苹果、谷歌、亚马逊在内的各家公司，都已经对他们提供的操作系统或云服务进行漏洞修复。
Argo Blockchain将使用ePIC区块链打造基于英特尔的比特币挖矿平台:金色财经报道，Argo Blockchain(LSE:ARB)周二表示，Argo区块链将与加拿大区块链硬件制造商ePIC区块链合作，使用英特尔新推出的第二代比特币挖矿芯片设计和建造加密挖矿钻机。Argo区块链首席执行官彼得·沃尔周二在Argo的YouTube频道上发布了一段录音信息，称与ePIC的合作是2021年协议的延伸，Argo区块链同意购买价值800万美元的采矿设备。（coindesk）[2022/6/8 4:09:41]
ZombieLoad能做什么？
一句话来说，ZombieLoad能够窃取到攻击发生时受害者正在访问的内存内容。需要注意的是，ZombieLoad并不能读取攻击者指定的某个特定内存。其能够读取到的内容完全取决于当前被害者访问了哪些内存。这些内存可能是某些不重要的数据，又或者是程序代码，攻击者不能直接对读到的内容进行区分。
英特尔CEO：预计芯片供应将在2023年前保持紧张:2月9日消息，英特尔首席执行官Pat Gelsinger表示，公司预计芯片供应至少到2023年末都将保持紧张，2025-2030年供应形势才会有所好转，届时英特尔和其他制造商的晶圆工厂产量将增加，满足不断增长的需求和向技术的更新换代。
Gelsinger称，“随着我们进入这个十年的下半叶，每年生产的先进光刻晶圆数量预计将翻番并继续保持增长。当汽车变得更加智能，晶圆行业必须摆脱对老技术的极端依赖，转向更现代的技术，通过产能扩张来解决供应链问题。”[2022/2/9 9:41:05]
ZombieLoad的攻击能力有多强？
在漏洞发现者的论文中，ZombieLoad漏洞被定义为一种数据采样的方法。每次攻击能够从目标程序中采样获得1byte的内容。之后需要通过各种手段从采样数据中过滤无效数据、程序代码等，从而获得部分零散的目标数据。这些数据经过进一步处理分析才能够得到完整目标数据。因此在实际攻击过程中，攻击者需要对目标程序运行时的所有状态拥有深入、完整的了解，同时需配合如side-channel在内的多种其他攻击手段。
英特尔承诺投入200亿美元 建造至少两家半导体制造厂:1月21日消息，英特尔承诺投入200亿美元，在俄亥俄州新奥尔巴尼哥伦布郊区建设一个大型制造基地。英特尔将在这里建造至少两家半导体制造厂，将在这里雇佣至少3000人，工厂建设将于今年开始，预计将于2025年投入运营。 (纽约时报)[2022/1/21 9:03:40]
ZombieLoad能够绕开进程间隔离机制，虚拟机间隔离机制以及特权级别隔离机制，窃取目标程序正在访问的数据。
我们将ZombieLoad与「熔断」漏洞进行比较。「熔断」是近年来最广为人知的处理器漏洞之一，其能够让攻击者在无任何特权的情况下，直接读取任意指定的操作系统内存；而ZombieLoad只能作为一种数据采样方法，攻击者需要深入了解被攻击算法、实现方式等，同时结合大量现有攻击手段，才有可能进行数据窃取。因此，ZombieLoad的攻击难度远高于熔断漏洞；同时Intel也已经发布了修复补丁，因此对实际系统的安全影响较为有限。
动态 | 摩根大通和英特尔的前雇员推出收益分享型稳定币USDD:摩根大通、英特尔和TrustToken前雇员共同组建的新公司Global Currency Organization（GCO）推出了收益分享型稳定币USD Digital（USDD）。GCO表示，新颖的平分收益分享模型可以激励这种采用。投资者将获得稳定币，并获得GCO与他们分享的收入。（coindesk）[2019/10/2]
ZombieLoad的基本原理是什么？
在CPU内部，存在着诸多存储单元，也就是大家知道的CPU缓存。这些缓存之间会通过一些缓存通信通道连接。同时在CPU内的最末级缓存也通过缓存通信通道与CPU外部的内存连接。该通道每次能够传递64bytes的数据块，通道中也会缓存有近几次传递的数据块。每个CPU核心中都有自己独立的缓存通信通道。此次ZombieLoad漏洞就是从这些通信通道中窃取数据。
动态 | 英特尔SGX被突破 部分区块链项目受影响:根据coindesk报道，英特尔芯片SGX部分被发现致命漏洞，研究人员找到一种办法可以突破保护从而篡改数据。而一些数字货币项目已经有意使用该硬件来进行安全防护。不过好消息是研究人员在发现后通知了英特尔，而英特尔已经找到一种解决方案，但升级并未全部完成。比特币的核心维护者Wladimir van der Laan回应说:“即使比特币在某种程度上是完美的，但将比特币的安全性根植于芯片供应商某项技术中也绝不是个好主意。”[2018/8/16]
在CPU运行的过程中，经常会发生一些异常或者错误。此时CPU会将当前正在执行的指令标记为无效，并进行异常处理。对于这些无效指令，CPU仍然会允许其继续执行，但是会在执行完成之后对其运算结果进行回滚。
在上述过程中，如果无效指令包含一条内存读取指令，那么它将能够从CPU内部的缓存通信通道中读取到残留的数据块，即使其没有相应的访问权限。之后，攻击者能够利用和「熔断」漏洞相同的侧信道技术，获取该数据内容。由于CPU会快速回滚这些无效指令，每次能够窃取的数据量非常有限。漏洞发现者在论文中提到，每次攻击仅能够从64bytes的数据块中窃取1byte的数据。
由于每个CPU核心拥有自己的缓存通信通道，因此攻击者必须和受害程序运行在同一个CPU核心当中。对于启用了超线程技术的CPU，攻击者可以运行在和受害程序相同CPU核心的不同CPU线程当中。
利用ZombieLoad的攻击有什么限制？
ZombieLoad的攻击窗口很小。ZombieLoad在攻击时只能够读取目标程序正在使用的数据。攻击者必须深入了解目标程序的算法、实现等，并且精确判断目标数据在何时被使用，从而对其进行攻击。
ZombieLoad要求攻击者和受害程序同时运行在同一CPU核心上，从而能够通过CPU核心中的缓存通信通道窃取数据。
ZombieLoad无法直接获取目标数据。ZombieLoad只能够以每次一个byte的速率对目标程序进行数据采样。并且没有办法对采样得到的数据进行区分。因此其需要配合诸如side-channel在内的各种攻击一同使用。
在通过采样数据逆向真实数据的过程中，往往需要对目标程序算法、实现方式等拥有非常深入的了解。基于ZombieLoad的攻击难以对不开源，或者经过代码混淆的二进制程序使用。
目前Intel已经提供了ZombieLoad攻击的修复补丁，并且已经联合各大操作系统提供方，云服务提供方进行了漏洞修复。攻击无法在进行过修复的系统中实现。
ZombieLoad对基于IntelSGX的TEE系统有什么影响？
SGX是目前饱受关注的一项硬件安全技术，其提供了多个称为enclave的安全执行环境。漏洞发现者在论文中提到：如果希望利用ZombieLoad对SGXenclave进行数据采样，唯一的方法是将攻击者的程序和目标enclave同时运行在一个CPU核心的两个不同线程上。
然而，目前Intel官方要求：为了安全使用SGX技术，必须关闭超线程；同时Intel提供了验证enclave所运行宿主机是否关闭超线程的方法。因此，在实现远程验证的前提下，ZombieLoad并不会影响到基于IntelSGX的TEE系统的安全性。
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