Грандиозное раскрытие программного обеспечения: атаки на кэш SGX практически осуществимы

Утечка информации по побочным каналам является известным ограничением SGX. Исследователи продемонстрировали, что зависящую от секретных данных информацию можно извлекать из выполнения анклава по шаблонам обращений, вызывающих ошибки страниц. Поэтому в рамках различных недавних исследовательских работ активно разрабатываются контрмеры против атак на SGX по побочным каналам. Широко предполагается, что SGX также может быть уязвима для других побочных каналов, например для мониторинга шаблонов обращений к кэшу. Однако до нашей работы практическая осуществимость и масштаб такой утечки информации не исследовались. В этой статье мы демонстрируем, что атаки на основе кэша действительно представляют серьезную угрозу конфиденциальности программ, защищенных SGX. Наша цель заключалась в разработке атаки, которую трудно нейтрализовать с помощью известных средств защиты; поэтому мы осуществляем ее, не прерывая выполнение анклава. Такой подход сопряжен с серьезными техническими трудностями, поскольку существующие методы мониторинга кэша характеризуются значительным уровнем шума, если процесс-жертва не прерывается. Мы разработали и реализовали новые методы атак, позволяющие снизить этот шум за счет использования возможностей привилегированного противника. Наши атаки позволяют извлекать конфиденциальную информацию из анклавов SGX, что мы иллюстрируем на двух примерах: извлечении полного ключа RSA-2048 в процессе расшифрования RSA и обнаружении определенных последовательностей генома человека при геномной индексации. Мы показываем, что наши атаки эффективнее предыдущих атак на кэш и труднее поддаются нейтрализации, чем предыдущие атаки на SGX по побочным каналам.