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Collide+Power是一種基于軟件的通用型攻擊，針對(duì)搭載英特爾、AMD 或 Arm 處理器的設(shè)備，它適用于任何應(yīng)用程序和任何類型的數(shù)據(jù)。芯片制造商們正在發(fā)布各自的安全公告，該漏洞已被命名為 CVE-2023-20583。

然而研究人員指出，Collide+Power 不是一個(gè)真正的處理器漏洞，它利用一些 CPU 部件旨在共享來自不同安全域的數(shù)據(jù)這一點(diǎn)大做文章。

攻擊者可以利用這些共享的 CPU 部件將自己的數(shù)據(jù)與來自用戶應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)結(jié)合起來。攻擊者在改變他們控制的數(shù)據(jù)時(shí)，可以數(shù)千次迭代測(cè)量 CPU 功耗，這使他們能夠確定與用戶應(yīng)用程序關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。

沒有特權(quán)的攻擊者（比如通過在目標(biāo)設(shè)備上植入惡意軟件）可以利用 Collide+Power 攻擊，獲得有價(jià)值的數(shù)據(jù)，比如密碼或加密密鑰。

研究人員特別指出，Collide+Power 攻擊增強(qiáng)了其他功率側(cè)信道信號(hào)，比如 PLATYPUS 和 Hertzbleed 攻擊中使用的信號(hào)。

研究人員解釋道：“PLATYPUS 和 Hertzbleed 等以前基于軟件的功率側(cè)信道攻擊針對(duì)加密算法，需要確切了解目標(biāo)機(jī)器上執(zhí)行的算法或受害者程序。相比之下，Collide+Power 針對(duì)的是 CPU 內(nèi)存子系統(tǒng)，內(nèi)存子系統(tǒng)把精確的實(shí)現(xiàn)抽取出來，因?yàn)樗�有程序都以某種方式需要內(nèi)存子系統(tǒng)。此外，任何反映功耗的信號(hào)都可以被使用，因?yàn)?Collide+Power 利用了基本的功率泄漏�！�

研究人員發(fā)表了一篇詳細(xì)介紹其研究工作的論文，還推出了 Collide+Power 網(wǎng)站，專門介紹這一研究發(fā)現(xiàn)。

他們描述了 Collide+Power 攻擊的兩種變體。在要求啟用超線程機(jī)制的第一種變體中，攻擊目標(biāo)是與不斷訪問秘密數(shù)據(jù)（比如加密密鑰）的應(yīng)用程序相關(guān)的數(shù)據(jù)。

“在此過程中，受害者不斷將秘密數(shù)據(jù)重新加載到被攻擊的共享 CPU 部件中。在同一物理核心上運(yùn)行線程的攻擊者現(xiàn)在可以利用 Collide+Power，強(qiáng)制秘密數(shù)據(jù)與攻擊者控制的數(shù)據(jù)之間發(fā)生碰撞。

攻擊的第二種變體不需要超線程機(jī)制，也不需要目標(biāo)不斷訪問秘密數(shù)據(jù)。

專家們表示：“攻擊者在這里利用了操作系統(tǒng)中一個(gè)所謂的預(yù)讀取小裝置。這個(gè)預(yù)讀取小裝置可以用來將任意數(shù)據(jù)引入到共享的 CPU 部件中，再次強(qiáng)行造成數(shù)據(jù)碰撞，并找回?cái)?shù)據(jù)�！�

雖然從理論上來說這種攻擊方法可能會(huì)產(chǎn)生重大影響，但在實(shí)踐中，數(shù)據(jù)泄漏率比較低，這種方法也不太可能在短期內(nèi)被用來攻擊最終用戶。

研究人員已經(jīng)在這種場(chǎng)景下設(shè)法實(shí)現(xiàn)了每小時(shí)泄漏 4.82 比特的數(shù)據(jù)：被攻擊的應(yīng)用程序不斷訪問秘密信息，攻擊者可以通過直接報(bào)告 CPU 功耗情況的運(yùn)行平均功率限制（RAPL）接口，直接讀取 CPU 功耗數(shù)值。按照這個(gè)泄漏率，攻擊者需要幾個(gè)小時(shí)才能獲得密碼，需要幾天才能獲得加密密鑰。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在特殊場(chǎng)景下，攻擊者可以大大提高數(shù)據(jù)泄漏率，最高每小時(shí)可泄漏 188 比特的數(shù)據(jù)。

格拉茨科技大學(xué)參與這個(gè)項(xiàng)目的研究人員之一 Andreas Kogler 告訴安全外媒：“攻擊者可以達(dá)到每小時(shí) 188 比特的泄漏率，具體取決于被攻擊的應(yīng)用程序和內(nèi)存中的秘密數(shù)據(jù)。比如說，密鑰或密碼是否多次出現(xiàn)在緩存行中。”

另一方面，在實(shí)際環(huán)境的攻擊模擬中，研究人員遇到了實(shí)際限制，這大大降低了泄漏率 —— 如果采用遏制手段，泄露每比特就需要一年多。

盡管目前這種攻擊帶來的風(fēng)險(xiǎn)比較小，但 Collide+Power 研究強(qiáng)調(diào)了潛在的問題，并為未來的研究鋪平了道路。

至于緩解措施，在硬件層面防止這類數(shù)據(jù)碰撞并非易事，需要重新設(shè)計(jì)通用 CPU。另一方面，可以通過確保攻擊者無法觀察到與功率相關(guān)的信號(hào)來阻止攻擊，這種類型的緩解措施適用于所有的功率側(cè)信道攻擊。