Kernel Side-Channel Attack using Speculative Store Bypass - CVE-2018-3639

受影响的产品

红帽产品安全团队把 CVE-2018-3639 的安全影响级别定为 Important（重要）。

以下版本的红帽产品会受到影响：

• Red Hat Enterprise Linux 5

• Red Hat Enterprise Linux 6

• Red Hat Enterprise Linux 7

• Red Hat Atomic Host

• Red Hat Enterprise MRG 2

• Red Hat Virtualization (RHEV-H/RHV-H)

• Red Hat Enterprise Linux OpenStack Platform 6.0 (Juno)

• Red Hat Enterprise Linux OpenStack Platform 7.0 (Kilo) for RHEL7

• Red Hat Enterprise Linux OpenStack Platform 7.0 (Kilo) director for RHEL7

• Red Hat OpenStack Platform 8.0 (Liberty)

• Red Hat OpenStack Platform 8.0 (Liberty) director

• Red Hat OpenStack Platform 9.0 (Mitaka)

• Red Hat OpenStack Platform 9.0 (Mitaka) director

• Red Hat OpenStack Platform 10.0 (Newton)

• Red Hat OpenStack Platform 11.0 (Ocata)

• Red Hat OpenStack Platform 12.0 (Pike)

虽然红帽的 Linux Container 本身不会直接受到内核问题的影响，但它们的安全性需要依赖于主机内核环境的安全。红帽推荐使用最新版本的容器镜像。Container Health Index（Red Hat Container Catalog 的一部分）可以用来检查红帽容器的安全状态。为了保护所有容器的隐私，需要确保所使用的容器主机（例如，Red Hat Enterprise Linux 或 Atomic Host）已进行了可以解决这个安全问题的更新。红帽已发布了一个可以解决这个问题的 Atomic Host 更新版本。

安全攻击描述及影响

这种 Speculative Store Bypass 的情况可能会形成一个侧面攻击通道（side channel），类似于 Spectre variant-1。它可以使加载（读）指令访问一个内存位置中的老的数据，而相应的保存操作还没有真正执行。如果一个攻击者可以控制在这个内存位置中的老的数据，就可能利用这个问题读取需要特定权限才可以访问的系统内存。另外，还可能通过处理运行于沙盒执行环境（如网络浏览器、JVM 或 JIT）来利用这个安全问题进行攻击。

性能影响

预测执行（speculative execution）引擎使用 Speculative Store Bypass 或 MD（Memory Disambiguation）技术来提高它的效率。因为它允许在不需要等待以前的保存（写）指令的情况下执行加载（读）指令，所以减少了加载延迟并提高了性能。

启用 Speculative Store Bypass 缓解方案其实就是禁用 MD（Memory Disambiguation）优化功能。这可能会影响到系统的性能。而性能受影响的程度取决于具体的系统负载。

对于默认设置，红帽采取的基本原则是安全性优先于性能，但同时为用户提供了启用或禁用相关缓解方案的方法，用户可以根据具体情况进行选择以满足自己的需要。红帽正在开发功能以尽量减少使用早期缓解方案对性能的影响。
 
更多与性能相关的信息会在以后提供。

诊断您的环境是否存在漏洞

检查您的系统是否存在安全漏洞

使用检测脚本检查您的系统当前是否存在安全漏洞。您可以下载附带的 GPG 签名来验证脚本的真实性。这个脚本当前的版本是 1.0。

采取行动

我们强烈建议，使用受影响版本的红帽产品的用户在相关勘误可用时马上进行更新。这些软件更新同时需要 CPU microcode/firmware 的更新才会有效，订阅用户需要联系相关的硬件 OEM 厂商来获取相应处理器的 microcode/firmware。如果只进行内核更新，而没有更新处理器相应的 firmware/microcode，则缓解方案不会起到预期的作用。
 
应用补丁程序的顺序并不重要，但在更新完 firmware 和 hypervisor 后，每个系统/虚拟机需要关机并重新启动才可以识别新的硬件类型。

对受影响的产品进行更新

* 为了获得这个补丁程序，需要一个有效的 ELS 订阅。如果您的账户不包括有效的 ELS 订阅，请联系红帽的销售人员，或您专门的销售代表。

* 为了获得这个补丁程序，需要一个有效的 EUS 订阅。如果您的账户不包括有效的 EUS 订阅，请联系红帽的销售人员，或您专门的销售代表。

什么是 Red Hat Enterprise Linux Extended Update Support 订阅？

***需要有效的 AUS 订阅才可获得在 RHEL AUS 中的这个补丁。

什么是 Advanced mission critical Update Support (AUS)?

****需要有效的 TUS 订阅才可获得在 RHEL TUS 中的这个补丁。

***** 订阅用户应该联系硬件 OEM 来获得最新版本的 CPU microcode/firmware。

补救方法

红帽建议用户应用由硬件厂商或 CPU 厂商提供的 microcode/firmware 更新，并在相关的内核更新可用时尽快安装内核更新。软件更新可以独立于硬件 microcode 进行，但它们只有在 CPU firmware 已更新后才会起作用。​

我们建议用户使用基于风险程度的方法对这个问题进行补救。那些需要高安全性、高度信任的系统应该首先进行处理，并应该在可以对它们进行处理前，把它们和不被信任的系统隔离来，以减少这个安全漏洞可能造成的安全风险。

Intel 和 AMD 的 x86 处理器都提供了 MSR（Model Specific Registers），使用它们可以启用或禁用 Speculative Store Bypass 的功能。通过使用这些 MSR，新的内核更新将会提供以下命令行参数：

• spec_store_bypass_disable=[auto/on/off/prctl]
  default: auto
  • auto：在启动时使用这个选项，内核会检查处理器是否支持 SSB（Speculative Store Bypass）功能，并选择适当的缓解方案。
  • on：启动 Speculative Store Bypass 缓解方案。在所有存储（写）地址都被解析出来前，处理器将不会预测执行加载（读）指令。
  • off：禁用 Speculative Store Bypass 缓解方案。处理器会使用 MD（Memory Disambiguator）功能，在早期的存储（写）指令前可以预测执行加载（读）指令。
  • prctl：通过使用 prctl(2) 接口，基于每个线程启用 Speculative Store Bypass 缓解方案。
• nospec_store_bypass_disable：
  禁用 Speculative Store Bypass 安全漏洞的所有缓解方案。

内核更新同时增加了对 sysfs 接口的支持，可以用来报告系统处理器是否存在 Speculative Store Bypass 安全漏洞，以及相关的缓解方案是否已使用。

• # cat /sys/devices/system/cpu/vulnerabilities/spec_store_bypass

对于 JVM 以及 JIT 沙盒环境，内核更新通过 prctl(2) 接口提供了每个进程的控制选项。应用程序可以使用它基于每个进程来启用或禁用 Speculative Store Bypass。应用程序可以使用以下方式使用 prctl(2)：

• prctl(PR_SET_SPECULATION_CTRL, PR_SPEC_STORE_BYPASS, PR_SPEC_ENABLE, 0, 0);
  启用 Speculative Store Bypass 功能，没有采用补救方法。
• prctl(PR_SET_SPECULATION_CTRL, PR_SPEC_STORE_BYPASS, PR_SPEC_DISABLE, 0, 0);
  禁用 Speculative Store Bypass 功能，使补救方法有效。