ZenHammer: Rowhammer-Angriffe nun auch auf AMD Zen CPU

Eine kürzlich durchgeführte Studie der ETH Zürich hat gezeigt, dass AMD Zen 2- und Zen 3-Systeme anfällig für Rowhammer-Angriffe sind, trotz der implementierten TRR-Mitigationsmaßnahmen. Diese Erkenntnis stellt fest, dass AMD-Systeme genauso anfällig für Rowhammer-Angriffe sind wie Intel-Systeme, was angesichts des heutigen Marktanteils von AMD von etwa 36% bei x86-Desktop-CPUs die Angriffsfläche erheblich vergrößert. Bisher war nur bekannt, dass Rowhammer Angriffe auf Intel und ARM CPUs möglich waren.

Rowhammer-Angriffe, die es ermöglichen, Bit-Flips in DDR4-Speichergeräten auszulösen, wurden als praktikabel in verschiedenen Umgebungen wie Browsern, Smartphones, über VMs und sogar über das Netzwerk demonstriert. ZenHammer, so der Name der neuen Angriffsmethode, hat erstmals Bit-Flips auf einem DDR5-Gerät ausgelöst.

Die Untersuchung zeigt eine hohe Anzahl von Bit-Flips auf Zen 2- und Zen 3-Systemen, wobei Zen 3-Geräte anfälliger als Coffee Lake-Geräte von Intel sind, was die Ausnutzung vereinfacht. Durch die Verwendung von reverse-engineeringten DRAM-Adressfunktionen gelang es den Forschern, die Bit-Flip-Raten zu erhöhen, obwohl sie bei einigen Geräten nur sehr wenige Bit-Flips feststellten.

Die Studie beinhaltet auch eine Analyse der Exploitierbarkeit dieser Bit-Flips, basierend auf drei Angriffsszenarien aus früheren Arbeiten, die zeigen, dass Angriffe, die die Seitenrahmennummer eines Seitentabelleneintrags oder den RSA-2048-öffentlichen Schlüssel zum Ziel haben, sowie Angriffe auf die Passwortverifikationslogik der sudoers.so-Bibliothek möglich sind.

Die Autoren der Studie haben auch ZenHammer auf DDR5 getestet, indem sie die DRAM-Funktionen auf AMD Zen 4-Systemen reverse-engineerten. Dabei konnten sie auf einem von zehn Geräten etwa 42.000 Bit-Flips auslösen. Dies ist der erste öffentliche Bericht über Bit-Flips auf DDR5-Systemen. Die Forscher weisen jedoch darauf hin, dass weitere Forschung erforderlich ist, um effektivere Muster für DDR5-Geräte zu finden.

Die vollständigen Details und weitere Informationen zu dieser Studie werden auf der USENIX Security 2024 im August 2024 vorgestellt. Der ZenHammer-Fuzzer ist auf Github verfügbar.