Meltdown und Spectre: FAQ zum Intel, AMD und ARM Problem

Viele Nutzer haben von den Sicherheitslücken gehört, die nun als Meltdown und Spectre bekannt sind. Die meisten News erklären aber nicht genau, wer von diesen Sicherheitslücken betroffen ist und so tummeln sich allerlei widersprüchliche Informationen im Internet.

Sind nur Intel Informationen von Meltdown und Spectre betroffen oder müssen auch AMD und ARM-Nutzer um die Sicherheit ihrer Daten fürchten? Gibt es bereit einen Patch und kann man selbst etwas dafür tun, um sich zu schützen?

Auf diese und einige andere Fragen möchten wir nun eingehen. Bedenkt bitte, dass das Thema sehr vielfältig ist und eine einfache Erklärung der Problematik auch für uns eine Herausforderung darstellt. Außerdem tauchen immer mehr Informationen zu diesem Thema auf, sodass wir diesen Artikel gegebenfalls aktualisieren müssen.

Nun denn, lasst uns mit der Entwirrung des Informationschaos rund um Meltdown und Spectre beginnen.

Meltdown & Spectre: Was ist das?

Bei Meltdown und Spectre handelt es sich um Sicherheitslücken auf Kernelebene von Prozessoren, die den sogenannten „speculative execution“-Prozess ausnutzen, um ein nutzersensible Daten heranzukommen.

Googles „Project Zero“ hat die Sicherheitslücken ausfindig gemacht und beschreibt die Problematik folgendermaßen:

Im letzten Jahr entdeckte das Google Project Zero-Team ernsthafte Sicherheitslücken, die durch „spekulative Ausführung“ verursacht wurden, eine Technik, die von den meisten modernen Prozessoren (CPUs) zur Leistungsoptimierung verwendet wird.

Der Project Zero-Forscher Jann Horn zeigte, dass böswillige Akteure die spekulative Ausführung nutzen können, um Systemspeicher zu lesen, der eigentlich nicht zugänglich sein sollte. Beispielsweise kann eine nicht autorisierte Partei vertrauliche Informationen im Systemspeicher lesen, z. B. Kennwörter, Verschlüsselungsschlüssel oder in Anwendungen geöffnete vertrauliche Informationen. Tests zeigten auch, dass ein Angriff, der auf einer virtuellen Maschine ausgeführt wurde, auf den physischen Speicher der Host-Maschine zugreifen konnte und dadurch Lesezugriff auf den Speicher einer anderen virtuellen Maschine auf demselben Host erhielt.

Diese Sicherheitsanfälligkeiten betreffen viele CPUs, einschließlich der von AMD, ARM und Intel sowie der Geräte und Betriebssysteme, auf denen sie ausgeführt werden.

Und weiter:

Wir haben entdeckt, dass CPU-Daten-Cache-Timing missbraucht werden kann, um Informationen aus falsch spekulativer Ausführung effizient zu erlangen, was zu (im schlimmsten Fall) beliebigen Sicherheitslücken des virtuellen Speichers über lokale Sicherheitsgrenzen in verschiedenen Kontexten führt.

Von Varianten dieses Problems ist bekannt, dass sie viele moderne Prozessoren betreffen, einschließlich bestimmter Prozessoren von Intel, AMD und ARM. Für einige Intel- und AMD-CPU-Modelle haben wir Exploits, die gegen echte Software arbeiten. Wir haben dieses Problem am 1. Juni 2017 an Intel, AMD und ARM gemeldet [1].

Bisher gibt es drei bekannte Varianten des Problems:

Variante 1: Grenzen prüfen umgehen (CVE-2017-5753)

Variante 2: Verzweigungszieleinspritzung (CVE-2017-5715)

Variante 3: Rogue Data Cache Laden (CVE-2017-5754)

Da es sich um ein Problem mit den Prozessoren selbst handelt, können Intel und andere Prozessorhersteller das Problem nicht mit einem Softwarepatch beheben. Die verschiedenen Betriebsystemhersteller wie Microsoft, Apple und die Linux Foundation, haben ihrerseits Patches veröffentlicht, die die Sicherheitslücken umgehen.

Warum sind die Informationen so widersprüchlich? Ist nur Intel oder auch AMD und ARM von Spectre und Meltdown betroffen?

Meltdown betrifft nur Intel Prozessoren. Spectre betrifft auch AMD und ARM Prozessoren. Da Intel als erstes im Fokus stand, hat der Chipriese das erste offizielle Statement zu der Problematik veröffentlicht.

…() Intel hat sich der Produkt- und Kundensicherheit verschrieben und arbeitet eng mit vielen anderen Technologieunternehmen wie AMD, ARM Holdings und verschiedenen Betriebssystemanbietern zusammen, um einen branchenweiten Ansatz zur schnellen und konstruktiven Lösung dieses Problems zu entwickeln. Intel hat mit der Bereitstellung von Software- und Firmware-Updates begonnen, um diese Exploits abzumildern. Im Gegensatz zu einigen Berichten sind Leistungseinflüsse von der Arbeitslast abhängig und sollten für den durchschnittlichen Computerbenutzer nicht signifikant sein und werden im Laufe der Zeit gemildert.

Auch wenn erste Meldungen eine Post-Patch Leistungsabnahme von 30% für Intel-Prozessoren befürchteten, scheint der Verlust zwischen den einzelnen Prozessorarchitekturen stark zu variieren. Prozessoren ab der Intel Skylake Generation (6. Gen), scheinen nur geringe Einbußen zu verzeichnen.

AMD äußerte sich sehr selbstbewusst zu der Spectre-Problematik. Es handele sich durch die unterschiedliche Prozessorarchitektur um keine „reale“ Gefahr, die von Spectre hervorgeht.

ARM hat folgendes Statement bekannt gegeben:

Basierend auf den jüngsten Forschungsergebnissen von Google zu den potenziellen neuen Cache-Timing-Nebenkanälen, bei denen Prozessorspekulationen genutzt werden, finden Sie hier die neuesten Informationen zu möglichen betroffenen Arm-Prozessoren und deren möglichen Abschwächungen. Wir werden hier bei Bedarf neue Forschungsergebnisse veröffentlichen.

Cache Timing Side-Channels sind ein gut verstandenes Konzept auf dem Gebiet der Sicherheitsforschung und daher kein neues Ergebnis. Dieser Nebenkanal-Mechanismus könnte jedoch jemanden dazu befähigen, möglicherweise einige Informationen zu extrahieren, die ansonsten für die Software von Prozessoren, die wie vorgesehen funktionieren und nicht auf einem Fehler oder Fehler beruhen, nicht zugänglich wären. Dies ist das Thema, das hier und im Cache-Spekulation-Side-Channels-Whitepaper behandelt wird.

Es ist wichtig zu beachten, dass diese Methode davon abhängig ist, dass Malware lokal ausgeführt wird, was bedeutet, dass Benutzer eine gute Sicherheitshygiene durchführen müssen, indem sie ihre Software auf dem neuesten Stand halten und verdächtige Links oder Downloads vermeiden.

Die Mehrheit der Arm-Prozessoren wird nicht durch irgendeine Variation dieses Seitenkanal-Spekulationsmechanismus beeinflusst. Eine definitive Liste der kleinen Untergruppe der von Arm entworfenen Prozessoren, die anfällig sind, kann unten gefunden werden.

Die genaue Liste betroffener Prozessoren, findet ihr hier.

Keine aktuellen ARM-Prozessoren scheinen von dem Problem betroffen zu sein.

Also alles nur ein riesiger PR-GAU?

Alle großen Betriebssystemhersteller haben Patches ausgeliefert, die die Gefahr von Meltdown und Spectre ausschalten sollen.

Besitzer älterer Intel Prozessoren (5.Gen und darunter) könnten durch die Patches Leistungseinbußen bemerken. AMD und ARM Prozessoren scheinen nicht signifikant von Spectre betroffen zu sein.

Ein riesiger PR-GAU ist es in jedem Fall – das bekommt Intel gerade an der Börse zu spüren. Wie groß die Gefahr durch Meltdown und Spectre genau ist, wird sich erst in einigen Wochen oder Monaten zeigen.

Für Nutzer gilt: Ladet euch die aktuellsten Patches herunter und beobachtet die Leistung eures PCs. Und vor allem: Lasst euch von den divesen Berichterstattungen nicht in Panik versetzen, sondern verarbeitet die wichtigen Details mit kühlen Kopf.

Wir werden euch bezüglich Meltdown und Spectre auf dem Laufenden halten.

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