Metode Serangan Baru TONTOU Mampu Tembus Mitigasi Spectre v2 dan Curi Hash Kata Sandi Linux
Para peneliti keamanan siber kembali menemukan celah berbahaya pada arsitektur prosesor modern. Metode serangan baru bernama TONTOU (Time-of-Neutralization to Time-of-Use) terbukti dapat menembus mitigasi pertahanan Spectre v2 terbaru yang dipasang pada prosesor AMD dan Intel, sekaligus membuka jalan bagi peretas untuk mencuri data rahasia dari sistem operasi Linux.
Kerentanan Spectre v2, yang juga dikenal sebagai Branch Target Injection (BTI), mengandalkan eksploitasi pada mekanisme indirect branch predictor di dalam CPU. Mekanisme ini dirancang untuk memprediksi alur eksekusi perintah berikutnya guna meningkatkan performa pemrosesan. Namun, Spectre v2 memanipulasi prediksi tersebut sehingga prosesor secara spekulatif mengeksekusi instruksi di lokasi yang ditentukan oleh penyerang, yang berujung pada bocornya data sensitif di dalam memori.
Guna menangkal ancaman tersebut, produsen chip menerapkan mitigasi berbasis netralisasi—seperti eIBRS pada Intel dan Safe RET pada AMD. Langkah ini berfungsi membersihkan atau mengisolasi kondisi branch predictor sebelum perintah dijalankan. Kendati demikian, peneliti menemukan adanya jeda waktu kritis antara saat branch predictor dibersihkan dan saat komponen tersebut digunakan oleh sistem.
Dua peneliti dari Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) MIT, Daniël Trujillo dan Mengjia Yan, berhasil mengidentifikasi celah dalam jendela waktu tersebut. Mereka mengembangkan teknik Interrupt Injection, di mana program pengguna tanpa hak akses khusus (unprivileged) dapat menjadwalkan timer interrupt saat kernel Linux sedang memproses perintah.
Melalui pengalihan alur kerja kernel ke penanganan interupsi (interrupt handler), penyerang dapat menyuntikkan racun (poisoning) kembali ke dalam status mikroarsitektural prosesor tepat di dalam jendela waktu pasca-netralisasi. Mekanisme ini memungkinkan pengkondisian ulang Return Stack Buffer (RSB) sehingga CPU melakukan kesalahan prediksi eksekusi spekulatif.
Dalam uji coba yang dilakukan pada sistem berprosesor AMD Zen 2 yang menjalankan Linux versi 6.14.0 dan menggunakan mitigasi Spectre v2 paling mutakhir, teknik TONTOU berhasil mengekstrak memori kernel secara seseorang dengan kecepatan 5,47 byte per detik dan tingkat akurasi mencapai 91,97%. Peneliti bahkan berhasil menemukan dan mengunduh berkas sensitif /etc/shadow yang menyimpan hash kata sandi sistem dalam kurun waktu rata-rata 18 menit.
Meskipun pengujian difokuskan pada platform AMD, serangan ini dipastikan juga dapat terjadi pada sistem berarsitektur Intel, walaupun membutuhkan konfigurasi perangkat lunak tambahan yang lebih kompleks. Pihak AMD merilis imbauan keamanan yang mengonfirmasi bahwa masalah penyuntikan interupsi ini berkaitan erat dengan cara pengimplementasian mitigasi Safe RET pada lingkungan Linux.
Hasil temuan mengenai teknik eksploitasi TONTOU ini dipresentasikan dalam ajang konferensi keamanan siber internasional Black Hat USA dan dijadwalkan akan dipaparkan secara lebih mendalam pada forum USENIX Security.
Sumber: MIT CSAIL
