侧信道攻击影响Intel CPU

国内学者发现针对Intel CPU的新型侧信道攻击。

4月21日，北京邮电大学、清华大学、美国马里兰大学的研究人员在arxiv上上传了其合作的论文，称发现了一种新型侧信道攻击，影响多代Intel CPU，攻击者利用该侧信道攻击可以从EFLAGS寄存器窃取数据。

与其他侧信道攻击利用缓存系统不同，该侧信道攻击利用了瞬态执行的一个漏洞，影响JCC指令的时序，使得可以通过时序分析从用户内存空间提取出秘密数据。

EFLAGS寄存器是一个CPU寄存器，保存了与处理器状态相关的状态。JCC指令是一种CPU指令，允许根据EFLAGS寄存器的内容进行条件跳转。

 图  攻击概述

攻击分为2个阶段，第一个阶段是触发瞬态执行并通过EFLAGS寄存器编码秘密数据，第二个阶段是度量KCC指令的执行时间来解码数据。

图 瞬态执行时序攻击伪代码

研究人员在Ubuntu 22.04 jammy系统上做了测试，Linux kernel版本为5.1.5.0。实验表明该攻击在Intel i7-6700和Intel 7-7700CPU上可以实现100%的数据窃取，但在Intel i9-10980XE CPU上的成功率不到100%。

研究人员指出，时序攻击并没有缓存状态侧信道攻击一样稳定可靠，要在一些最新版本的芯片上获得好的实验效果，一般需要重复上千次（轮）攻击。

文章最后，研究人员还提出了一些修复措施，比如更改JCC指令的实现使得对抗执行在一些条件下无法执行，或在瞬态执行后覆写EFLAGS以减少对JCC指令的影响。

论文下载地址：https://arxiv.org/pdf/2304.10877.pdf