Downfall

Downfall 是一种瞬态执行安全漏洞的名称，影响一系列英特尔 x86-64 处理器。英特尔将该问题称为 Gather Data Sampling（GDS）。与局限于单个应用程序的传统软件缺陷不同，Downfall 源于处理器在执行高级矢量扩展（AVX）指令时的推测执行行为。在适当条件下，该缺陷可能使矢量寄存器中的数据被攻击者观察到，从而可能暴露同一物理处理器上其他上下文处理的信息。 该漏洞影响第六代至第十一代的部分英特尔消费级处理器，以及第一代至第四代的部分英特尔至强可扩展处理器。英特尔软件保护扩展（SGX）也在受影响范围内。由于 SGX 旨在保护隔离飞地内的代码和数据，该问题的影响不仅限于普通应用程序隔离，还涉及依赖硬件强制机密计算边界的工作负载。 安全研究员 Daniel Moghimi 发现了 Downfall，并在协调披露和禁运期后于 2023 年 8 月公开披露了该研究。英特尔将该问题分配为 CVE-2022-40982，并以 GDS 名称发布了缓解指南。修复方法主要围绕处理器微码更新，并在适当情况下使用操作系统支持。这些缓解措施试图在保持正常处理器功能的同时，防止易受攻击的数据采样行为。 主要的实际权衡是性能。测试和随后的技术讨论表明，微码缓解措施可能对大量使用矢量指令的工作负载造成显著成本。影响取决于工作负载：普通软件可能影响有限，而数值计算、媒体处理、科学工作负载、密码学和其他高度矢量化的操作可能更敏感。这使得 Downfall 既是安全问题，也是企业、云运营商、开发者和受影响英特尔硬件用户的系统性能管理问题。 Linux 内核工作也解决了该问题。对于缺乏可用微码缓解的系统，Linux 6.5 的拟议支持包括在受影响处理器上禁用 AVX 扩展的能力。这种后备方案可改善针对该漏洞的隔离，但可能降低依赖 AVX 的软件的功能或性能。因此，Downfall 说明了当处理器级安全修复改变既有硬件的性能特征时所产生的运营紧张。 Downfall 不是具有产品、高管或公司所有权的传统商业品牌。它是一个安全研究名称和公开漏洞标识，与一类英特尔处理器行为相关。相关的公共资源侧重于技术分析、受影响硬件、缓解措施和开发者指南，而非消费商品或独立公司。

Downfall 源于对英特尔处理器中推测执行引起的信息泄漏的研究。该漏洞特别涉及高级矢量扩展（AVX），它提供宽矢量寄存器和指令，供面向性能的软件使用。研究表明，与矢量寄存器处理相关的处理器行为在特定条件下可能允许跨上下文的数据采样。 该漏洞由 Daniel Moghimi 发现。披露遵循了协调过程，禁运期约一年，使英特尔和相关软件社区有时间调查受影响产品并准备缓解措施。公开信息于 2023 年 8 月发布，当时该问题被称为 Downfall。英特尔使用了技术名称 Gather Data Sampling（GDS），并将该漏洞跟踪为 CVE-2022-40982。 受影响的硬件范围包括第六代至第十一代的英特尔消费级处理器，以及第一代至第四代的英特尔至强可扩展处理器。英特尔软件保护扩展（SGX）也受影响，这很重要，因为 SGX 旨在隔离受保护飞地内的敏感代码和数据。因此，该问题对普通多租户计算和依赖硬件支持的机密执行系统都有影响。 英特尔的主要响应是开发和分发微码缓解措施。这些更新修改处理器行为以减少或防止相关的数据采样条件。然而，缓解并非没有成本。技术测试表明，大量使用矢量指令的工作负载可能会经历显著的减速，而对矢量密集型较低的工作负载影响可能较小。因此，系统管理员必须权衡安全要求、工作负载特征以及硬件或固件更新的可用性。 操作系统开发人员也致力于补充防御。为 6.5 版本准备的 Linux 内核更改包括在缺乏适当微码保护的处理器上禁用 AVX 扩展的选项。这种方法可以减少暴露，但可能禁用或损害依赖 AVX 的应用程序，使其成为后备方案，而非普遍透明的修复。 Downfall 的意义在于其硬件范围、机密计算影响和缓解开销的结合。它不是公司或产品线，而是一个命名漏洞，其公共身份协调研究、供应商公告、操作系统更改和管理员响应。其披露为现代处理器中瞬态执行漏洞的更广泛历史增添了另一个例子，并表明微架构级别的安全修复可能显著影响应用程序性能。

• 2023

  Downfall 公开披露

  [1]Downfall (security vulnerability)en.wikipedia.org

  Daniel Moghimi 在协调披露期后于 2023 年 8 月公开披露了该漏洞。

• 2023

  英特尔发布 Gather Data Sampling 缓解措施

  [1]Downfall (security vulnerability)en.wikipedia.org

  英特尔针对受影响的消费级和至强处理器系列响应了微码缓解计划。

• 2023

  开发 Linux AVX 后备缓解措施

  [1]Downfall (security vulnerability)en.wikipedia.org

  Linux 内核缓解工作包括在缺乏适用微码保护的系统上禁用 AVX 的能力。

• 2022

  分配 CVE-2022-40982

  [1]Downfall (security vulnerability)en.wikipedia.org

  该漏洞在常见漏洞和暴露标识符下被跟踪为 CVE-2022-40982。

一个针对英特尔处理器漏洞及其相关披露、缓解和开发者指南的公开安全研究名称。

• 2023

  英特尔采用微码缓解措施应对 Gather Data Sampling其他

  背景

  Downfall 可通过受影响英特尔处理器（包括支持 SGX 的处理器）上的推测执行暴露矢量寄存器中的信息。

  采取的行动

  英特尔承诺分发处理器微码更新以缓解该漏洞。

  后续影响

  该缓解措施与某些高度矢量化的工作负载的性能损失相关，使部署成为安全和性能管理的决策。

  来源

• 2023

  Linux 支持禁用 AVX 作为后备防御其他

  背景

  当需要操作系统防御时，某些系统可能没有可用的处理器微码缓解措施。

  采取的行动

  Linux 内核缓解工作准备了在受影响处理器上禁用 AVX 扩展的选项。

  后续影响

  该后备方案可以减少暴露，但可能损害依赖 AVX 指令的应用程序。

  来源

1. 1Downfall (security vulnerability)en.wikipedia.org
2. 2Downfall Attacks Developer Pagedownfall.page
3. 3CVE-2022-40982cve.mitre.org