關於 ARM 與 Intel 架構 CPU 的推測執行安全漏洞

  • Apple 已針對 macOS Sierra 和 El Capitan 發佈安全性更新,其中包括 Meltdown 的緩解措施。
  • Apple 已針對 iOS、macOS High Sierra 以及 Sierra 和 El Capitan 中的 Safari 發佈更新,以協助防範 Spectre 造成任何影響。
  • Meltdown 和 Spectre 對 Apple Watch 均無影響。

安全性研究人員最近揭露了兩個安全漏洞,分別命名為 Meltdown 和 Spectre。現代處理器全都存在這些問題,幾乎所有運算裝置與操作系統也同樣受到影響。所有 Mac 系統與 iOS 裝置都受到影響,但在撰寫本文時,尚無顧客因這些安全漏洞而遭受攻擊。黑客如要利用這些安全問題進行攻擊,必須在您的 Mac 或 iOS 裝置上載入惡意 app 方能做到,因此,我們建議您只從可信賴的來源下載軟件,例如 App Store。 

Apple 已隨 iOS 11.2、macOS 10.13.2、tvOS 11.2 發佈緩解措施,以協助防禦 Meltdown。macOS Sierra 和 OS X El Capitan 的安全性更新也包括 Meltdown 的緩解措施。為了協助防禦 Spectre,Apple 已隨 iOS 11.2.2、macOS High Sierra 10.13.2 補充更新以及 macOS Sierra 和 OS X El Capitan 適用的 Safari 11.0.2 發佈緩解措施。Apple Watch 不會受到 Meltdown 或 Spectre 的影響。

我們會針對這些問題繼續開發並測試更進一步的緩解措施。

背景說明

Meltdown 和 Spectre 安全漏洞主要是利用現代 CPU 中名為推測執行的效能技術。推測執行可透過同時執行多項指令來提升運算速度,不過執行的順序不一定與指令輸入 CPU 時的順序相同。為了提升效能,CPU 會在目前分支完成之前,預測哪個分支路徑最有可能被採用,並根據其推測繼續執行該分支指令。如果預測錯誤,這個推測的執行就會以軟件無法察覺的方式倒回。

Meltdown 和 Spectre 漏洞攻擊手法會以不當方式利用推測執行功能,從權限較低的使用者程序(例如裝置上執行的惡意 app)來存取具有特殊權限的記憶體(包括系統核心)。

Meltdown

Meltdown 是編號 CVE-2017-5754,或稱「惡意資料快取載入」(rogue data cache load) 的漏洞攻擊手法名稱。這種攻擊手法會導致使用者程序得以讀取核心記憶體。根據我們的分析結果,黑客利用此漏洞進行攻擊的可能性最高。Apple 已隨 iOS 11.2、macOS 10.13.2、tvOS 11.2,以及 macOS Sierra 的安全性更新 2018-001 和 OS X El Capitan 的安全性更新 2018-001,針對 Meltdown 發佈緩解措施。watchOS 不需要緩解措施。

我們以公開基準進行測試後發現,無論是根據 GeekBench 4 效能基準,或是常見的網頁瀏覽效能基準如 Speedometer、JetStream 和 ARES-6 的測試結果,macOS 與 iOS 在安裝 2017 年 12 月推出的更新之後,皆並未測得效能降低的情況。

Spectre

Spectre 這個名稱涵蓋多種不同的漏洞攻擊手法,包括(撰寫本文時)編號 CVE-2017-5753 或「繞過邊界檢查」(bounds check bypass),以及編號 CVE-2017-5715 或「分支目標注入」(branch target injection),以及編號 CVE-2018-3639 或「繞過推測邊界」(speculative bounds bypass)。這些攻擊手法利用 CPU 檢查記憶體存取指令的有效性時所發生的時間延遲,讓使用者程序得以存取核心記憶體中的項目。

分析結果顯示,雖然利用這些漏洞進行攻擊的難度極高,即便是透過在 Mac 或 iOS 裝置本機上執行的 app 也難以做到,但黑客可在網頁瀏覽器中利用 JavaScript 進行攻擊。在 1 月 8 日,Apple 已針對 macOS 和 iOS 上的 Safari 發佈更新,以緩解這些時間性攻擊造成的影響。我們在發佈 Safari 緩解措施時進行了測試,結果表明 Safari 緩解措施在 Speedometer 和 ARES-6 測試中並未測得任何影響,而 JetStream 效能基準則顯示效能降低不到 2.5%。我們會針對 Spectre 手法,繼續在操作系統內開發及測試更進一步的緩解措施。watchOS 不會受到 Spectre 的影響。

 

發佈日期: