Investigadores del MIT encontraron un nuevo ataque Spectre que puede eludir las defensas de Intel y AMD.

      Spectre ha estado acechando la seguridad de la CPU desde 2018, y los investigadores del MIT han encontrado ahora otra forma de hacer que se comporte mal. El nuevo ataque TONTOU puede eludir algunas de las defensas que Intel y AMD han añadido a lo largo de los años al explotar un pequeño hueco en la forma en que funcionan esas protecciones. La investigación proviene de Daniël Trujillo y Mengjia Yan en el Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL) del MIT. Sus hallazgos muestran que incluso después de que un procesador borra o aísla la información utilizada por su predictor de ramas, puede haber una breve ventana antes de que esa información sea realmente utilizada. TONTOU, abreviatura de Tiempo de Neutralización a Tiempo de Uso, ataca precisamente ese hueco.

      El pequeño hueco que explota TONTOU

      Para entender TONTOU, ayuda comprender qué hace posibles los ataques de Spectre en primer lugar. Las CPUs modernas utilizan ejecución especulativa para predecir lo que el software hará a continuación y comenzar a trabajar con anticipación. Cuando esa predicción resulta ser incorrecta, el procesador descarta el resultado, pero los rastros de esa actividad pueden permanecer dentro de la CPU y potencialmente filtrar información a través de canales laterales.

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      Después de que surgió Spectre, los fabricantes de chips introdujeron defensas diseñadas para limpiar o aislar el predictor de ramas del procesador, que ayuda a la CPU a adivinar dónde se ejecutará el código a continuación. La idea es sencilla: eliminar cualquier cosa que un atacante pueda haber plantado antes de que se ejecute el código sensible. El problema, según los investigadores del MIT, es que la limpieza y el momento en que la maquinaria de predicción se utiliza realmente no pueden ocurrir exactamente al mismo tiempo, dejando una pequeña "ventana de post-neutralización". TONTOU apunta a ese hueco inyectando una interrupción cuidadosamente cronometrada y envenenando el predictor nuevamente.

      Los investigadores probaron TONTOU en Intel Cascade Lake Refresh y Arrow Lake, así como en procesadores AMD Zen 2 y Zen 4, y pudieron provocar las necesarias predicciones erróneas de ramas en ambas plataformas. La defensa Safe RET de AMD deja una ventana particularmente pequeña, de solo dos instrucciones de ancho y que generalmente dura decenas de nanosegundos, pero los investigadores aún pudieron aprovecharla manipulando el tiempo del procesador. Su técnica, llamada inyección de interrupciones, esencialmente programa interrupciones de temporizador de alta frecuencia e intenta aterrizar una dentro de esa ventana, permitiendo al atacante envenenar estructuras como el búfer de pila de retorno (RSB) o el búfer de historial de ramas (BHB).

      Y sí, puede filtrar datos protegidos

      Esto no es puramente teórico. En un sistema AMD Zen 2 que ejecuta un kernel de Linux estándar, los investigadores construyeron un exploit completo de extremo a extremo que rompió la aleatorización del espacio de direcciones del kernel de Linux (KASLR) en todos los 10 intentos. También pudieron localizar y filtrar /etc/shadow, que contiene hashes de contraseñas de root, en cinco de esas ejecuciones. Sin embargo, el ataque no es exactamente un demonio de velocidad: el MIT midió la tasa de lectura de memoria protegida en aproximadamente cinco bytes por segundo, mientras que The Register informa que cada intento completo de exploit tomó alrededor de 18 minutos y requirió condiciones de software específicas en Intel.

      En otras palabras, TONTOU es un ataque sofisticado que demuestra una debilidad real, pero no es algo que el malware ordinario pueda lanzar casualmente a una PC aleatoria.

      La buena noticia es que este no es un día cero sin parche que esté esperando para atacar tu PC. Trujillo y Yan notificaron a AMD e Intel en febrero, y a los mantenedores del kernel de Linux en marzo. AMD, posteriormente, lanzó un parche del kernel que mitiga el ataque, por lo que mantener Linux actualizado es particularmente importante. Intel, por su parte, dijo a los investigadores que no planea mitigaciones adicionales, argumentando que la explotación en el mundo real depende de demasiados factores, incluida la disponibilidad de dispositivos de divulgación adecuados. Sin embargo, Intel otorgó a los investigadores un pago por recompensa de errores.

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      La conclusión más importante es menos "tu PC Intel o AMD está a punto de ser hackeada" y más que los ataques estilo Spectre siguen siendo un problema persistente a nivel de hardware. TONTOU muestra que incluso las defensas cuidadosamente diseñadas pueden dejar pequeñas ventanas que los investigadores eventualmente pueden encontrar una manera de explotar. Para la mayoría de los usuarios de escritorio, esto no es una razón inmediata para entrar en pánico. Pero para sistemas compartidos, infraestructura en la nube y entornos multi-inquilinos donde se ejecuta código no confiable junto a otras cargas de trabajo, la investigación es un recordatorio útil de que la saga de Spectre está lejos de haber terminado.