蘋果處理器隱藏的致命漏洞：FLOP與SLAP的危機揭秘

安全研究人員在 Apple 的 M 系列和 A 系列處理器中發現了兩個新的側通道漏洞 FLOP 和 SLAP。這些缺陷源於錯誤的推測執行，允許攻擊者利用記憶體存取中的錯誤預測從 Safari 和 Chrome 等網路瀏覽器遠端竊取敏感資料。這些攻擊繞過了典型的安全措施，儘管蘋果已經意識到這些問題並計劃解決，但目前尚未提供修補程式。目前的緩解措施包括停用 JavaScript，這會嚴重影響網站功能。研究人員展示了這些漏洞從電子郵件、地圖和日曆等各種服務中提取資料的能力。

蘋果處理器的FLOP與SLAP致命漏洞 | 資訊安全新聞

漏洞詳情

安全研究人員發現 Apple 處理器中存在新的側通道(side-channel)漏洞，可被利用來竊取網頁瀏覽器中的敏感資訊。這些漏洞被稱為 FLOP 和 SLAP，源自於錯誤的推測執行實現(Faulty speculative execution implementation)，這也是 Spectre 和 Meltdown 等攻擊的根本原因。

研究人員透過 FLOP 和 SLAP 漏洞提取資料的方法如下：
  1. FLOP（False Load Output Prediction）：此漏洞會影響 Apple 的 M3、M4 和 A17 處理器。這些處理器不僅試圖預測記憶體位址，還試圖預測儲存在記憶體中的實際值。如果這些預測不正確，CPU 就會使用錯誤的資料進行暫時計算。研究人員可以透過以下方式攻擊這個漏洞：
    • 訓練 CPU：他們使用執行迴圈(Execution loop)來載入特定的常數值，這會導致 CPU 做出錯誤的猜測。
    • 觸發錯誤預測：訓練結束後，觸發錯誤預測。當 CPU 處於這種不正確的狀態時，它會透過快取時序攻擊(Cache Timing Attack)洩漏資料。
    • 測量記憶體存取時間：資料外洩持續的時間足夠長，研究人員可以在 CPU 自我修正之前測量記憶體存取時間並推斷出秘密值。
    • 擷取資料：使用 FLOP，研究人員展示了逃離 Safari 沙箱並檢索資料的能力，例如來自 Proton Mail 收件匣的寄件者和主題資訊、Google Maps 位置歷史記錄以及來自 iCloud 日曆的私人事件。
  2. SLAP（Speculative Load Address Prediction）：此漏洞影響 Apple 的 M2 和 A15 處理器以及許多後續型號。 SLAP 並不預測值，而是專注於預測下一步將存取的記憶體位址。攻擊這個漏洞包含：
    • 訓練 CPU：攻擊者「訓練」 CPU 以預測特定的記憶體存取模式。
    • 操縱記憶體佈局(Memory Layout)：攻擊者隨後操縱記憶體佈局，導致以下預測指向秘密資料。
    • 存取敏感資料：CPU 相信其預測，在糾正錯誤之前讀取並處理敏感資料，從而洩露資料。
    • 推斷資料：攻擊者可以使用快取計時或其他側通道來推斷洩漏的資料。
    • 擷取資料：透過 SLAP，研究人員可以擷取 Gmail 收件匣資料、亞馬遜訂單和瀏覽資料以及 Reddit 用戶活動。

攻擊要點

  • FLOP 和 SLAP 攻擊均透過 Web 瀏覽器存取包含旨在觸發漏洞的 JavaScript 或 WebAssembly 程式碼的惡意網站來遠端執行。
  • 攻擊可以繞過瀏覽器沙箱、ASLR（Address Space Layout Randomization）和傳統記憶體保護。
  • 所使用的Script不需要惡意軟體感染，只需操縱CPU的推測執行功能。
  • 這些攻擊利用了加速處理的設計，例如猜測未來的指令，這會在記憶體中留下可被攻擊的痕跡。

緩解措施

蘋果已承認這些漏洞併計劃解決，但截至撰寫原文時，漏洞仍未解決。一種可能的緩解措施是關閉 Safari 和 Chrome 中的 JavaScript，儘管這會破壞許多網站。