近日，Intel处理器被爆出存在硬件上的漏洞，该漏洞源于芯片硬件层面的一处设计BUG。这个BUG会允许程序窃取当前在计算机上处理的数据，并且影响Windows, MacOS, Linux。由于涉及硬件，该漏洞无法通过芯片的微码（microcode）更新进行修复，需要通过内核级别的修复来解决，并且据研究表明，修复该漏洞会牺牲5%-30%的性能，此次漏洞事件共包含Meltdown和Spectre两个安全问题，部分利用代码已经公开。
一、漏洞摘要
Meltdown
漏洞编号：CVE-2017-5754
Meltdown打破了用户应用程序和操作系统之间最基本的隔离。 这种攻击允许程序访问其他程序和操作系统的内存，也就是可以读取到敏感的，秘密的信息。
如果您的计算机装有受影响的处理器并运行未打补丁的操作系统，则在操作敏感信息时就会有泄漏的危险。个人用户和云设施均会受到影响。
参考链接：https://meltdownattack.com/
Spectre
漏洞编号：CVE-2017-5715、CVE-2017-5753
Spectre打破了不同应用程序之间的隔离。 它允许攻击者欺骗无错程序（error-free）并使其泄露秘密信息。事实上，最佳实践的安全检查反而会增加攻击面，并可能使应用程序更容易受到Spectre的影响。
Spectre比Meltdown更难被利用，然而它也更难以防护。但是，可以通过软件补丁防止基于Specter的特定已知漏洞。
参考链接：https://spectreattack.com/
二、漏洞影响分析
目前来看，漏洞的利用只能读取敏感信息。由于云主机共享CPU，攻击者可通过此漏洞越权读取他人主机相关信息，甚至普通用户可通过越权读取内存信息以获得主机管理员权限。
在漏洞公开后Mozilla官方证实Meltdown和Spectre漏洞均存在远程利用风险，可以通过WEB页面的JavaScript文件直接实施攻击。攻击者可通过DNS劫持，对普通用户进行攻击，建议相关个人用户及时升级操作系统补丁及浏览器版本。
受影响的处理器
1995年以后生产的所有处理器芯片，具体如下：
Intel：
| Intel® Core™ i3 processor (45nm and 32nm)
Intel® Core™ i5 processor (45nm and 32nm) Intel® Core™ i7 processor (45nm and 32nm) Intel® Core™ M processor family (45nm and 32nm) 2nd generation Intel® Core™ processors 3rd generation Intel® Core™ processors 4th generation Intel® Core™ processors 5th generation Intel® Core™ processors 6th generation Intel® Core™ processors 7th generation Intel® Core™ processors 8th generation Intel® Core™ processors Intel® Core™ X-series Processor Family for Intel® X99 platforms Intel® Core™ X-series Processor Family for Intel® X299 platforms Intel® Xeon® processor 3400 series Intel® Xeon® processor 3600 series Intel® Xeon® processor 5500 series Intel® Xeon® processor 5600 series Intel® Xeon® processor 6500 series Intel® Xeon® processor 7500 series Intel® Xeon® Processor E3 Family Intel® Xeon® Processor E3 v2 Family Intel® Xeon® Processor E3 v3 Family Intel® Xeon® Processor E3 v4 Family Intel® Xeon® Processor E3 v5 Family Intel® Xeon® Processor E3 v6 Family Intel® Xeon® Processor E5 Family Intel® Xeon® Processor E5 v2 Family Intel® Xeon® Processor E5 v3 Family Intel® Xeon® Processor E5 v4 Family Intel® Xeon® Processor E7 Family Intel® Xeon® Processor E7 v2 Family Intel® Xeon® Processor E7 v3 Family Intel® Xeon® Processor E7 v4 Family Intel® Xeon® Processor Scalable Family Intel® Xeon Phi™ Processor 3200, 5200, 7200 Series Intel® Atom™ Processor C Series Intel® Atom™ Processor E Series Intel® Atom™ Processor A Series Intel® Atom™ Processor x3 Series Intel® Atom™ Processor Z Series Intel® Celeron® Processor J Series Intel® Celeron® Processor N Series Intel® Pentium® Processor J Series Intel® Pentium® Processor N Series |
AMD：
| Ryzen 5系列
Ryzen 7系列 FX系列 Ryzen Threadripper系列 A10系列 A8系列 速龙系列 |
ARM：
| CORTEX-A系列
CORTEX-R系列 |
受影响的操作系统
Android：
| Android 8.0及以下版本 |
iOS：
| iOS 11.1 及以下版本 |
Windows系统
| Windows 10
Windows 8 Windows 8.1 Windows 7 Windows Vista Windows XP Windows Server 2003 Windows Server 2008 Windows Server 2012 Windows Server 2012 R2 |
Linux系统
| Debian系列
Ubuntu系列 RedHat系列 CentOS系列 Fedora系列 OpenSuse系列 |
三、升级建议
1月3日晚，微软发布了针对Meltdown和Specter的系统安全更新，请用户开启系统更新功能及时打全最新的安全补丁。
| 系统版本 | KB号 |
| Windows Server, version 1709 (Server Core Installation) | 4056892 |
| Windows Server 2016 | 4056890 |
| Windows Server 2012 R2 | 4056898 |
| Windows Server 2012 | 暂不可用 |
| Windows Server 2008 R2 | 4056897 |
| Windows Server 2008 | 暂不可用 |
| Windows 8 | 4056897（1月9日发布） |
| Windows 7 | 4056898（1月9日发布） |
苹果公司发布公告已经对部分系统进行了升级，相关产品及最新版本信息如下：
| 产品名称 | 更新版本 |
| iOS | 11.2 |
| macOS | 10.13.2 |
| tvOS | 11.2 |
| Apple Watch | 不受影响 |
| Safari | 暂未发布更新 |
根据官方的公告，RedHat、SUSE、Ubuntu等Linux操作系统暂时没有发布更新。
该漏洞存在于CPU硬件中，无法通过固件来修复，目前各厂商都在致力于各自产品的修复，请相关用户及时关注官方的升级通告。
以下是部分厂商的通告链接：
| Intel | https://newsroom.intel.com/news/intel-responds-to-security-research-findings/ |
| VMWare | https://www.vmware.com/us/security/advisories/VMSA-2018-0002.html |
| AMD | https://www.amd.com/en/corporate/speculative-execution |
| Red Hat | https://access.redhat.com/security/vulnerabilities/speculativeexecution |
| NVIDIA | https://forums.geforce.com/default/topic/1033210/nvidias-response-to-speculative-side-channels-cve-2017-5753-cve-2017-5715-and-cve-2017-5754/ |
| Xen | https://xenbits.xen.org/xsa/advisory-254.html |
| ARM | https://developer.arm.com/support/security-update |
| Amazon | https://aws.amazon.com/de/security/security-bulletins/AWS-2018-013/ |
| Mozilla | https://blog.mozilla.org/security/2018/01/03/mitigations-landing-new-class-timing-attack/ |
| Windows | https://portal.msrc.microsoft.com/en-US/security-guidance/advisory/ADV180002 |
| https://www.chromium.org/Home/chromium-security/ssca | |
| Apple | https://support.apple.com/en-us/HT208394 |
| HUAWEI | http://www.huawei.com/en/psirt/security-notices/huawei-sn-20180104-01-intel-en |
由于攻击者可通过浏览器嵌入JavaScript脚本，利用此漏洞进行攻击，相关浏览器厂商也提供了升级版本，如下表：
| 浏览器名称 | 更新版本 |
| FireFox | 57 |
| Chrome | 64（将在1月23日更新） |
| Safari | 暂未发布更新 |
| Internet Explorer 11 | KB4056890等 |
| Microsoft Edge | KB4056890等 |
四、漏洞分析
4.1 本地利用分析
CPU会利用分支预测和乱序执行提高执行效率，CPU会预测将来会执行的命令，并提前加载到缓存中，例如将下一条指令所需要访问的内存提前加载到CPU缓存中，这就避免了执行具体指令时再去读内存，从而加快了CPU的执行速度。
假设在执行第3条指令时发生了异常（比如除0操作），会触发CPU的异常处理，从而中断指令3和指令4的执行，但是并不会撤销指令4，此时的指令4所需的内存数据已经被加载到缓存中。如果指令4访问了非法内存地址，则有可能造成泄露。由于CPU缓存速度高于系统内存的速度，可利用时间差猜测出内存中的数据。
漏洞复现：
部分漏洞利用的源代码已经公开，经测试源码可在Windows和Linux两个平台下编译执行。
Windows上运行截图：
Linux上运行截图：
4.2 远程利用分析
虽然该漏洞只能在主机上触发，但是根据最新的研究结果发现，该漏洞可通过Web站点对目标系统进行攻击。Mozilla已经正式确认， Meltdown和Spectre CPU漏洞可能通过恶意JavaScript文件进行漏洞利用，也就是说，用户可能因为访问某个网页而被提取信息。也就是说，基于网络的攻击形态是完全可能的，并非只能在本地执行恶意代码。
Google安全人员将漏洞公开的几个小时之后，Mozilla证实了Meltdown和Spectre漏洞都可以远程利用，只需要通过网站页面的JavaScript文件就可以实施攻击。FireFox57版本中加入了一些临时防范策略，但Mozilla同时也表示，这会降低Firefox部分功能的效率，目前FireFox针对该漏洞的完美修复方案还在研发当中。
Google表示将会在1月23日发布新版本Chrome 64浏览器，在新版本发布之前，官方建议开启Chrome 63中站点隔离功能来减小攻击带来的影响。
截止到目前为止，Apple暂未明确如何修复Safari浏览器，建议用户及时关注官方的升级通告。
实际攻击场景中，攻击者可通过攻击目标网站或自己建立恶意网站实施攻击，攻击者可以在未授权的情况下获取以下内容或实施进一步攻击：
- 获取本地操作系统内存中的信息，包括系统运行数据、秘钥、图片等。
- 通过获取到的秘钥登录应用系统，从而实施进一步的攻击行为。
- 可以绕过虚拟机超级管理器(HyperVisor)的隔离防护。
- 在云服务中，可以泄露其他用户的隐私信息。
- 通过浏览器泄露受害者的账号、密码、邮箱、cookie等隐私信息。
4.3 漏洞检测
微软已经公开Powershell的检测程序，请用户尽快进行检测是否受影响，具体操作步骤如下：
以管理员身份打开Powershell：
安装powershell SpeculationControl检测模块，安装完成后执行来启动检测，依次输入如下命令：
| Install-Module SpeculationControl
Get-SpeculationControlSettings |
如果在运行Get-SpeculationControlSettings时出现如下错误，需要开启脚本执行权限，且需要将SpeculationControl模块导入。
命令如下：
| set-executionpolicy remotesigned
Import-Module SpeculationControl |
命令执行完成后若出现如下提示，则说明存在漏洞风险。
详情可参考官方链接：
https://support.microsoft.com/en-us/help/4073119/protect-against-speculative-execution-side-channel-vulnerabilities-in
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