Cachewarp: CPU-Schwachstelle gefährdet AMD-basierte Serversysteme

Forscher des Helmholtz-Zentrums für Informationssicherheit, der Technischen Universität Graz sowie ein unabhängiger Sicherheitsforscher haben einen Cachewarp genannten Fault-Injection-Angriff offengelegt. Dieser ermögliche es Angreifern, in den Kontrollfluss SEV-geschützter (Secure Encrypted Virtualization) AMD-CPUs einzugreifen sowie in VMs einzudringen und darin höhere Rechte zu erlangen, so die Forscher auf einer Informationsseite zu Cachewarp.

AMD SEV ist eine Schutzfunktion, die eigentlich eine sichere Trennung zwischen virtuellen Maschinen und einem Hypervisor ermöglichen soll. Um das zu erreichen, werden die im Speicher liegenden Daten der VM verschlüsselt. "Die Verschlüsselung gilt sowohl für den Speicher der VM als auch für ihren Registerstatus bei Kontextwechseln", erklären die Forscher diesbezüglich.

Gerade in der Cloud sei dies wichtig, um vertrauliche Daten sicher verarbeiten zu können, auch wenn der Cloudanbieter selbst nicht vertrauenswürdig sei.

Per Cachewarp zurück in die Vergangenheit

Durch Cachewarp sei es den Forschern zufolge möglich, gewisse Datenänderungen innerhalb einer VM rückgängig zu machen und damit einen früheren Speicherzustand aufzurufen. Eine Ausführung von Schadcode sowie Rechteausweitungen innerhalb einer VM seien mögliche Szenarien, die sich damit umsetzen ließen.

So könne ein Angreifer beispielsweise zur Authentifizierung verwendete Variablen in einen früheren Zustand zurückversetzen und dadurch potenziell eine zuvor authentifizierte Sitzung übernehmen. Darüber hinaus könne ein böswilliger Akteur auf dem Stack gespeicherte Rücksprungadressen umkehren und damit den Kontrollfluss eines Zielprogramms ändern.

Die Forscher stellen auf ihrer Webseite zwei Videos bereit, in denen sie mögliche Angriffe demonstrieren. Weitere Details zu Cachewarp sind außerdem in einem separaten Paper (PDF) zu finden.

Einen Patch gibt es nur für Milan

Cachewarp basiert auf einer Schwachstelle, die als CVE-2023-20592 registriert ist und sowohl SEV-ES als auch SEV-SNP betrifft. Anfällig sind einem Security-Bulletin von AMD zufolge Epyc-Prozessoren der ersten drei Generationen und damit jene Server-CPUs, die unter die Codenamen Naples (Zen 1), Rome (Zen 2) und Milan (Zen 3) fallen. AMD stuft den Schweregrad der Sicherheitslücke als mittel ein.

Für Milan hat AMD einen Microcode-Patch bereitgestellt. Leistungsverluste seien dadurch nicht zu erwarten, so der Hersteller. Für die ersten beiden Epyc-Generationen gebe es aber keinen Fix, da deren SEV- und SEV-ES-Funktionen nicht für den Schutz der Speicherintegrität von Gast-VMs vorgesehen seien. SEV-SNP sei für Naples und Rome gar nicht verfügbar.