Ερευνητές από τέσσερα αμερικανικά πανεπιστήμια ανέπτυξαν μια νέα επίθεση δευτερεύοντος καναλιού GPU που αξιοποιεί τη συμπίεση δεδομένων για να διαρρεύσουν ευαίσθητα οπτικά δεδομένα από τις σύγχρονες κάρτες γραφικών κατά την επίσκεψη σε ιστοσελίδες.
Οι ερευνητές απέδειξαν την αποτελεσματικότητα αυτής της επίθεσης “GPU.zip” εκτελώντας επιθέσεις κλοπής pixel από φίλτρο SVG cross-origin μέσω του προγράμματος περιήγησης Chrome.
Οι ερευνητές αποκάλυψαν την ευπάθεια στους επηρεαζόμενους κατασκευαστές καρτών γραφικών τον Μάρτιο του 2023. Ωστόσο, μέχρι τον Σεπτέμβριο του 2023, κανένας από τους επηρεαζόμενους προμηθευτές GPU (AMD, Apple, Arm, NVIDIA, Qualcomm) ή η Google (Chrome) δεν έχουν κυκλοφορήσει διορθώσεις για την αντιμετώπιση του προβλήματος.
Το νέο ελάττωμα περιγράφεται σε έγγραφο από ερευνητές του Πανεπιστημίου του Τέξας στο Όστιν, του Πανεπιστημίου Carnegie Mellon, του Πανεπιστημίου της Ουάσινγκτον και του Πανεπιστημίου του Ιλινόις Urbana-Champaign και θα δημοσιευτεί στο 45ο Συμπόσιο IEEE για την Ασφάλεια και την Ιδιωτικότητα.
Διαρροή μέσω συμπίεσης
Γενικά, η συμπίεση δεδομένων δημιουργεί ξεχωριστή κίνηση DRAM και χρήση κρυφής μνήμης, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για διαρροή μυστικών, οπότε το λογισμικό απενεργοποιεί τη συμπίεση όταν χειρίζεται ευαίσθητα δεδομένα.
Οι ερευνητές του GPU.zip εξηγούν ότι όλες οι σύγχρονες μονάδες επεξεργαστών γραφικών, ειδικά τα ενσωματωμένα τσιπ της Intel και της AMD, εκτελούν συμπίεση δεδομένων που είναι ορατή από το λογισμικό, ακόμη και όταν δεν τους ζητείται ρητά.
Οι σύγχρονες GPU ακολουθούν αυτή την επικίνδυνη πρακτική ως στρατηγική βελτιστοποίησης, καθώς βοηθά στην εξοικονόμηση εύρους ζώνης μνήμης και στη βελτίωση των επιδόσεων χωρίς λογισμικό.
Αυτή η συμπίεση είναι συχνά μη τεκμηριωμένη και ειδική για τον προμηθευτή και οι ερευνητές βρήκαν έναν τρόπο να την εκμεταλλευτούν για να διαρρεύσουν οπτικά δεδομένα από τις GPU.
Συγκεκριμένα, παρουσίασαν μια επίθεση που εξάγει μεμονωμένα δεδομένα pixel μέσω ενός προγράμματος περιήγησης στο διαδίκτυο σε διάφορες συσκευές και αρχιτεκτονικές GPU, όπως φαίνεται παρακάτω.
Η proof-of-concept επίθεση επιδεικνύει την κλοπή του ονόματος χρήστη από ένα iframe της Wikipedia, η οποία είναι δυνατή μέσα σε 30 λεπτά σε Ryzen και 215 λεπτά σε Intel GPU, με ακρίβεια 97% και 98,3%, αντίστοιχα.
Το iframe φιλοξενεί μια διασταυρούμενη ιστοσελίδα της οποίας τα pixel απομονώνονται και μετατρέπονται σε δυαδικά, δηλαδή μετατρέπονται σε δύο πιθανά χρώματα.
Στη συνέχεια, αυτά τα εικονοστοιχεία μεγεθύνονται και εφαρμόζεται μια εξειδικευμένη στοίβα φίλτρων SVG για τη δημιουργία υφών που είναι είτε συμπιέσιμες είτε όχι. Μετρώντας τον χρόνο που απαιτείται για την απόδοση της υφής, οι ερευνητές μπορούν να συμπεράνουν το αρχικό χρώμα/κατάσταση του εικονοστοιχείου-στόχου.
Πρόσφατα είδαμε την εφαρμογή των φίλτρων SVG για την πρόκληση εκτέλεσης που εξαρτάται από τα δεδομένα και τη χρήση της JavaScript για τη μέτρηση του χρόνου και της συχνότητας υπολογισμού για τη διάκριση του χρώματος του εικονοστοιχείου στην επίθεση “Hot Pixels”.
Ενώ το Hot Pixels εκμεταλλεύεται τους εξαρτώμενους από τα δεδομένα χρόνους υπολογισμού στους σύγχρονους επεξεργαστές, το GPU.zip στηρίζεται στην ατεκμηρίωτη συμπίεση δεδομένων της GPU για να επιτύχει παρόμοια αποτελέσματα.
Η σοβαρότητα του GPU.zip
Το GPU.zip επηρεάζει σχεδόν όλους τους μεγάλους κατασκευαστές GPU, συμπεριλαμβανομένων των AMD, Apple, Arm, Intel, Qualcomm και NVIDIA, αλλά δεν επηρεάζονται εξίσου όλες οι κάρτες.
Το γεγονός ότι κανένας από τους επηρεαζόμενους κατασκευαστές δεν έχει αποφασίσει να διορθώσει το πρόβλημα βελτιστοποιώντας την προσέγγιση συμπίεσης δεδομένων και περιορίζοντας τη λειτουργία της σε μη ευαίσθητες περιπτώσεις αυξάνει περαιτέρω τον κίνδυνο.
Αν και το GPU.zip επηρεάζει δυνητικά τη συντριπτική πλειονότητα των φορητών υπολογιστών, των smartphones, των tablet και των επιτραπέζιων υπολογιστών παγκοσμίως, ο άμεσος αντίκτυπος στους χρήστες μετριάζεται από την πολυπλοκότητα και το χρόνο που απαιτείται για την εκτέλεση της επίθεσης.
Επίσης, οι ιστότοποι που αρνούνται την ενσωμάτωση iframe cross-origin δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη διαρροή δεδομένων χρηστών μέσω αυτής ή παρόμοιων επιθέσεων πλευρικού καναλιού.
“Οι περισσότεροι ευαίσθητοι ιστότοποι αρνούνται ήδη την ενσωμάτωση από ιστότοπους cross-origin. Ως αποτέλεσμα, δεν είναι ευάλωτες στην επίθεση κλοπής pixel που τοποθετήσαμε χρησιμοποιώντας το GPU.zip”, εξηγούν οι ερευνητές σε ένα FAQ στον ιστότοπο της ομάδας.
Τέλος, οι ερευνητές σημειώνουν ότι ο Firefox και ο Safari δεν πληρούν όλα τα κριτήρια που απαιτούνται για να λειτουργήσει το GPU.zip, όπως η δυνατότητα φόρτωσης cross-origin iframes με cookies, η απόδοση φίλτρων SVG σε iframes και η ανάθεση εργασιών rendering στη GPU.
Ο Anastasis είναι ένας από τους κορυφαίους αρθρογράφους μας, ειδικευμένος σε θέματα κυβερνοασφάλειας.
Με την εμπειρία του, παρέχει στην κοινότητα πολύτιμες γνώσεις και συμβουλές.
