30 марта 2015

Глубокое заражение: 5 угроз, проникающих в железо

Безопасность Угрозы

Мы привыкли делить IT-безопасность на две неравные половинки из железа и софта. Железо обычно считается относительно чистым и «безгрешным» — в противоположность софту, напичканному багами и кишащему зловредами.

Глубокое заражение: 5 угроз, проникающих в железо

Долгое время такая система ценностей работала неплохо, но за последние годы начала давать все больше сбоев. Теперь уязвимости нередко находят уже и в микропрограммах, управляющих отдельными «железками». Что самое неприятное, традиционные средства обнаружения угроз в этом случае зачастую бессильны.

Для иллюстрации этой тревожной тенденции рассмотрим пятерку опасных аппаратных уязвимостей, обнаруженных за последнее время в начинке современных компьютеров.

1 место: оперативная память

Первое место безоговорочно занимает проблема с оперативной памятью DDR DRAM, которую принципиально невозможно решить никаким программным патчем. Уязвимость, получившая название Rowhammer, связана… с прогрессом технологий производства чипов.

По мере того как микросхемы становятся компактнее, их соседние элементы все больше влияют друг на друга. В современных чипах памяти это может приводить к редкому эффекту самопроизвольного переключения ячейки памяти под действием электрического импульса от соседей.

До недавних пор предполагалось, что этот феномен практически невозможно использовать в реальной атаке для получения контроля над компьютером. Однако команде исследователей удалось таким образом получить привилегированные права на 15 из 29 тестовых ноутбуков.

Работает эта атака следующим образом. Для обеспечения безопасности изменения в каждый блок оперативной памяти могут вносить только определенная программа или процесс операционной системы. Условно говоря, некий важный процесс работает внутри хорошо защищенного дома, а неблагонадежная программа — на улице, за входной дверью.

Однако выяснилось, что если за входной дверью громко топать (быстро и часто менять содержимое ячеек памяти), то дверной замок с высокой вероятностью ломается. Такие уж замки ненадежные стали нынче делать.

Память более нового стандарта DDR4 и модули с контролем четности (которые стоят существенно дороже) к этой атаке невосприимчивы. И это хорошая новость.

Плохая же состоит в том, что очень многие современные компьютеры взломать таким образом можно. И сделать с этим ничего нельзя, единственное решение — поголовная замена используемых модулей памяти.

2 место: жесткие диски

Раз уж мы начали с оперативной памяти, было бы несправедливо обойти стороной и жесткие диски. Благодаря недавнему расследованию деятельности хакерской группы Equation, проведенному «Лабораторией Касперского», мы теперь знаем, что прошивка микроконтроллера винчестеров тоже может содержать в себе много интересного.

Например, зловредные модули, перехватывающие управление диском и работающие фактически в «режиме Бога». Вылечить жесткий диск после такого внедрения невозможно: «испорченная» взломщиками микропрограмма винчестера просто скрывает области диска, в которые записывается основная часть вредоносного ПО, и блокирует попытки заменить саму микропрограмму. И форматирование не поможет: все, что можно сделать, — это уничтожить зараженный диск физически.

Хорошая новость состоит в том, что такая атака — крайне трудоемкое и дорогостоящее мероприятие. Поэтому подавляющему большинству пользователей данная опасность не грозит — только особым счастливчикам, чьи данные настолько ценны, что их кража способна окупить расходы.

3 место: интерфейс USB

На третьем месте в нашем хит-параде уже не очень свежая, но по-прежнему актуальная уязвимость интерфейса USB. Совсем недавно новую жизнь в эту тему вдохнула современная компьютерная мода. Дело в том, что последние модели ноутбуков Apple MacBook и Google Pixel оснащены универсальным портом USB, через который в числе прочего подключается и зарядное устройство.

На первый взгляд ничего плохого здесь нет, всего лишь красивая унификация интерфейсов. Проблема в том, что подключение любого устройства через шину USB — дело небезопасное. Мы уже писали о критической уязвимости BadUSB, обнаруженной летом прошлого года.

Она позволяет внедрить вредоносный код непосредственно в микроконтроллер USB-устройства (флешки, клавиатуры и любого другого устройства) — там, где его не обнаружит, увы, ни одна антивирусная программа, даже самая хорошая. Тем, кому есть что терять, эксперты по безопасности советуют на всякий пожарный просто не пользоваться USB-портами. Вот только для новых Макбуков такая рекомендация нереализуема в принципе — зарядку же нужно подключать!

Скептики могут возразить, что в стандартном адаптере питания вредоносный код не запишешь, ибо некуда. Но это беда поправимая: при желании зарядку можно «творчески доработать» (аналогичная задача по инфицированию iPhone через зарядное устройство была решена уже больше двух лет назад).

Дальше остается только стратегически грамотно поместить такое «троянское питание» для публичного использования в каком-нибудь публичном месте. Или подменить зарядку жертвы, если речь идет об адресной атаке.

4 место: интерфейс Thunderbolt

Четвертое место в чарте занимает тоже «портовая» уязвимость, только связанная с другим интерфейсом — Thunderbolt. Оказывается, подключение через него также весьма небезопасно. Соответствующий сценарий атаки для устройств под управлением Mac OS X продемонстрировал в конце прошлого года исследователь в области безопасности Тремелл Хадсон.

Созданный им буткит Thunderstrike (кстати, первый буткит для яблочной операционной системы) использует функцию загрузки дополнительных модулей прошивки с внешних устройств. Thunderstrike подменяет ключи цифровых подписей в BIOS, которые используются для проверки обновлений, после чего с компьютером можно творить все что заблагорассудится.

После публикации исследования Хадсона Apple заблокировала возможность такой атаки в обновлении операционной системы (OS X 10.10.2). Правда, по словам Хадсона, этот патч — всего лишь временное решение. Принципиальная основа уязвимости по-прежнему остается нетронутой, так что история явно ждет продолжения.

5 место: BIOS

Когда-то каждый разработчик BIOS для материнских плат ПК использовал собственные рецепты, которые держались в секрете. Разобраться в устройстве таких микропрограмм было очень непросто, а значит, мало какой хакер был способен обнаружить в них баги.

С распространением UEFI изрядная часть кода для разных платформ стала общей, и это здорово облегчило жизнь не только производителям компьютеров и разработчикам BIOS, но и создателям зловредов.

Например, одна из недавних уязвимостей UEFI-систем позволяет перезаписать содержимое BIOS, несмотря на все ухищрения защиты, включая новомодную функцию Secure Boot в Windows 8. Ошибка допущена в реализации стандартной функции, поэтому работает во многих версиях BIOS разных производителей.

Большинство описанных выше угроз пока остаются некой экзотикой, с которой рядовые пользователи едва ли столкнутся. Однако завтра ситуация может в корне измениться — возможно, скоро мы с умилением будем вспоминать старые добрые времена, когда самым надежным способом лечения зараженного компьютера считалось форматирование жесткого диска.