Forscher weiten Rowhammer-Angriffe auf ECC-RAM aus

Die Fehlerkorrektur macht eigentlich die durch Rowhammer geänderten Werte von Speicherzellen rückgängig. Niederländische Forscher finden heraus, dass ECC bei der gleichzeitigen Änderung von drei Zellen versagt. Ihr Angriff benötigt unter Umständen jedoch eine Woche.

Forscher der Freien Universität Amsterdam haben die als Rowhammer bezeichneten Angriffe auf DRAM-Arbeitsspeicher ausgeweitet. Ihnen zufolge sind nun auch Systeme anfällig, die RAM-Bausteine mit eingebauter Fehlerkorrektur (Error-Correcting Code, ECC) verwenden, wie Wired berichtet. Bisher war angenommen worden, dass ECC-RAM die Manipulationen von Rowhammer-Angriffen mit den eigenen Korrekturfunktionen ausgleicht.

RAM eines iMac (Bild: iFixit)Tatsächlich weist die VUSec genannte Forschergruppe auch darauf hin, dass ECC-Speicher in der Lage ist, die bisher bekannten Rowhammer-Angriffe abzuwehren. Bei der Untersuchung von ECC-Implementierungen stellten sie dem Bericht zufolge jedoch fest, dass sich Rowhammer so verfeinern lässt, dass er auch bei ECC-RAM funktioniert.

„ECC ist nicht wirklich zerstört, es bringt einem immer noch Zuverlässigkeit“, sagte Lucian Cojocar, einer der Forscher der VUSec-Gruppe, im Gespräch mit Wired. „Sogar unsere Gruppe meldet mehre mögliche softwarebasierte Verteidigungen. Aber wir haben festgestellt, dass der normale Rowhammer-Angriff für ECC reproduzierbar ist.“ Sich davor zu schützen, sei leider nicht so einfach.

Bei einem Rowhammer-Angriff auf DRAM-Speicherchips werden wiederholt Lese- und Schreibvorgänge ausgeführt. Sie sollen elektrische Interferenzen auslösen und dazu führen, dass sich der Wert benachbarter Speicherzellen umkehrt. ECC führt jedoch dazu, dass der Wert der Speicherzelle wieder zurückgesetzt wird. Die Forscher fanden jedoch heraus, dass ECC eine Änderung nicht erkennen und rückgängig machen kann, wenn drei Speicherzellen gleichzeitig umgekehrt werden.

Sollen drei Speicherzellen gleichzeitig manipuliert werden, verschärft sich jedoch ein grundsätzliches Problem von Rowhammer-Attacken: Es muss nachvollzogen werden, welche Bits umgekehrt werden können, da ECC die „Fehler“ sehr schnell korrigiert. Die Forscher stellten jedoch fest, dass mehr Zeit benötigt wird, um einen Speicherbereich anzusprechen, in dem die Fehlerkorrektur aktiv war. Diesen Zeitunterschied nutzten die Forscher als Signal, um die gewünschten Bits im Speicher zu finden und schließlich drei Bits gleichzeitig zu verändern.

Die Forscher räumten auch ein, dass ihre Rowhammer-Variante in der Praxis nur schwer umzusetzen sei. Laut Wired könnte ihr Angriff bis zu einer Woche benötigen. Allerdings seien nun auch Systeme wie Server, Router und Firewalls angreifbar, die auf ECC-RAM aufgrund seiner höheren Zuverlässigkeit setzten. Erfolgreiche Angriffe auf solche Systeme könnten zu Datenverlusten oder der Umgehung von Sicherheitsfunktionen führen. Zudem sei es möglich, Rowhammer auch aus der Ferne und ohne physischen Zugang zu einem System auszuführen.

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