IBMとVUアムステルダムの研究者が、現代のコンピュータプロセッサの推測実行メカニズムを悪用する新たな攻撃方法「GhostRace」を開発した。この攻撃は、Intel、AMD、ARM、IBMのプロセッサに影響を及ぼし、任意のオペレーティングシステム、ハイパーバイザー、およびレースコンディションに対するチェックを実装するソフトウェアに対して有効である。
レースコンディションは、複数のプロセスまたはスレッドが同時に共有コンピューティングリソースにアクセスしようとする際に発生する問題であり、データの破損やセキュリティ侵害の原因となる。オペレーティングシステムベンダーは、共有リソースへのアクセスを制御し同期するために、mutexやspinlockといった推測的プリミティブをソフトウェアに実装している。
研究者たちは、プロセッサの推測実行またはアウトオブオーダー処理機能をターゲットにすることで、これらのメカニズムを回避する方法を発見した。推測実行は、プロセッサが特定の命令の結果を予測し、受け取った順序ではなく、事前に実行することを意味する。この技術は、プロセッサが前の命令からの結果を待っている間に、次の命令を処理することで処理時間を速めることを目的としている。
この攻撃は、条件分岐の推測に似たSpectre攻撃のタイプに依存している。研究者たちは、共有リソースへのアクセスを制御するために同期プリミティブが条件付き「if」文を使用する場合、それらは推測実行攻撃に対して脆弱であることを発見した。
研究者たちは、この発見をすべての主要なハードウェアベンダーに通知し、これらのベンダーは影響を受けるオペレーティングシステムおよびハイパーバイザーベンダーに通知した。すべてのベンダーはこの問題を認識している。AMDは、ソフトウェア開発者がSpectreタイプの攻撃に対して保護するための既に公開されているガイダンスに従うことを推奨している。
【ニュース解説】
IBMとVUアムステルダムの研究者たちが、現代のコンピュータプロセッサの推測実行メカニズムを利用した新たな攻撃手法「GhostRace」を開発しました。この攻撃は、Intel、AMD、ARM、IBMを含む複数のプロセッサに影響を及ぼし、レースコンディションに対するチェックを実装している任意のオペレーティングシステム、ハイパーバイザー、ソフトウェアに対して有効です。
レースコンディションとは、複数のプロセスやスレッドが同時に共有コンピューティングリソース（メモリ位置やファイルなど）にアクセスしようとする際に発生する問題です。これはデータの破損やセキュリティ侵害の原因となり得ます。これを防ぐため、オペレーティングシステムベンダーは、共有リソースへのアクセスを制御し同期するための推測的プリミティブ（mutexやspinlockなど）をソフトウェアに実装しています。
推測実行は、プロセッサが特定の命令の結果を予測し、受け取った順序ではなく事前に実行する技術です。これにより、プロセッサは前の命令からの結果を待っている間に次の命令を処理することで、処理時間を短縮することができます。
しかし、研究者たちは、共有リソースへのアクセスを制御するために同期プリミティブが条件付き「if」文を使用する場合、これらが推測実行攻撃に対して脆弱であることを発見しました。つまり、条件分岐の推測に依存するSpectre攻撃のタイプに似た方法で、これらのメカニズムを回避することが可能です。
この発見は、すべての主要なハードウェアベンダーに通知され、これらのベンダーは影響を受けるオペレーティングシステムおよびハイパーバイザーベンダーに通知しました。AMDは、ソフトウェア開発者がSpectreタイプの攻撃に対して保護するための既に公開されているガイダンスに従うことを推奨しています。
この攻撃手法の発見は、コンピュータセキュリティの分野において重要な意味を持ちます。推測実行は、現代のプロセッサの性能向上に不可欠な技術である一方で、セキュリティ上の脆弱性を生じさせる可能性があることが改めて示されました。このような攻撃が可能であることを理解し、対策を講じることは、今後のコンピュータセキュリティの向上において極めて重要です。また、ハードウェアとソフトウェアの両方におけるセキュリティ対策の強化が求められます。この攻撃手法によって、セキュリティ研究者や開発者は、より安全なコンピューティング環境の構築に向けた新たな課題に直面することになります。
from 'GhostRace' Speculative Execution Attack Impacts All CPU, OS Vendors.
