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SMoTherSpectre: Exploiting Speculative Execution through Port Contention

Résumé

Spectre, Meltdown, and related attacks have demonstrated that kernels, hypervisors, trusted execution environments, and browsers are prone to information disclosure through micro-architectural weaknesses. However, it remains unclear as to what extent other applications, in particular those that do not load attacker-provided code, may be impacted. It also remains unclear as to what extent these attacks are reliant on cache-based side channels. We introduce SMoTherSpectre, a speculative code-reuse attack that leverages port-contention in simultaneously multi-threaded processors (SMoTher) as a side channel to leak information from a victim process. SMoTher is a fine-grained side channel that detects contention based on a single victim instruction. To discover real-world gadgets, we describe a methodology and build a tool that locates SMoTher-gadgets in popular libraries. In an evaluation on glibc, we found hundreds of gadgets that can be used to leak information. Finally, we demonstrate proof-of-concept attacks against the OpenSSH server, creating oracles for determining four host key bits, and against an application performing encryption using the OpenSSL library, creating an oracle which can differentiate a bit of the plaintext through gadgets in libcrypto and glibc.

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Concepts associés (40)
Spectre (vulnérabilité)
vignette|179x179px|Logo de la vulnérabilité : un fantôme avec une branche. Spectre est une vulnérabilité matérielle de certaines implémentations de la prédiction de branchement, qui affecte les microprocesseurs modernes dotés de l'exécution spéculative. Cette vulnérabilité permet de récupérer des informations potentiellement sensibles en forçant un programme à accéder à des zones arbitraires de l'espace mémoire qui lui est alloué. Deux identifiants de Common Vulnerabilities and Exposures (CVE) liés à Spectre, CVE-2017-5753 et CVE-2017-5715, ont été émis.
Attaque par canal auxiliaire
Dans le domaine de la sécurité informatique, une attaque par canal auxiliaire ( ou SCA) est une attaque informatique qui, sans remettre en cause la robustesse théorique des méthodes et procédures de sécurité, recherche et exploite des failles dans leur implémentation, logicielle ou matérielle. En effet, une sécurité « mathématique » ne garantit pas forcément une sécurité lors de l'utilisation en « pratique ». Une attaque est considérée comme utile dès lors qu'elle présente des performances supérieures à une attaque par force brute.
OpenSSL
OpenSSL est une boîte à outils de chiffrement comportant deux bibliothèques, libcrypto et libssl, fournissant respectivement une implémentation des algorithmes cryptographiques et du protocole de communication SSL/TLS, ainsi qu'une interface en ligne de commande, openssl. Développée en C, OpenSSL est disponible sur les principaux systèmes d'exploitation et dispose de nombreux wrappers ce qui la rend utilisable dans une grande variété de langages informatiques. En 2014, deux tiers des sites Web l'utilisaient.
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