英偉達GDDR6顯卡曝出新型Rowhammer攻擊風險 可致整機失守

近期安全研究顯示，Rowhammer這一由來已久的內(nèi)存硬件攻擊手法，已經(jīng)從傳統(tǒng)的CPU及其所依賴的DDR內(nèi)存（如DDR4），蔓延至使用GDDR6顯存的英偉達GPU，并進一步威脅到主機CPU側(cè)的系統(tǒng)安全。Rowhammer通過對DRAM執(zhí)行高頻率、定向的訪問操作，誘發(fā)特定位發(fā)生比特翻轉(zhuǎn)，從而繞過內(nèi)存隔離機制，使攻擊者獲得設(shè)備控制權(quán)。

兩支獨立研究團隊分別提出了名為“GDDRHammer”和“GeForge”的攻擊鏈，證明可以利用英偉達搭載GDDR6顯存的多款GPU上產(chǎn)生的Rowhammer比特翻轉(zhuǎn)，最終取得對主機CPU內(nèi)存的完全控制。研究指出，這一攻擊不僅局限在GPU本身，而是將風險延伸至整臺主機系統(tǒng)，實質(zhì)上打破了圖形子系統(tǒng)與主機系統(tǒng)之間原本應(yīng)有的安全邊界。

攻擊利用的關(guān)鍵步驟在于針對GPU的內(nèi)存分配器，通過精確控制的比特翻轉(zhuǎn)破壞GPU頁表結(jié)構(gòu)。一旦GPU頁表遭篡改，攻擊者即可在CPU內(nèi)存空間中獲得任意讀寫權(quán)限，從而訪問系統(tǒng)中存儲的任何數(shù)據(jù)，實現(xiàn)從圖形子系統(tǒng)向主機系統(tǒng)的“橫向突破”。在成功利用后，攻擊者能夠隨意操控內(nèi)存內(nèi)容、提升權(quán)限直至root級別，而無需觸碰傳統(tǒng)意義上的高權(quán)限軟件路徑。

在實驗測試中，研究團隊發(fā)現(xiàn)部分英偉達GPU在攻擊下表現(xiàn)出明顯的比特翻轉(zhuǎn)數(shù)量：其中一塊GeForce RTX 3060在測試中出現(xiàn)了1，171次比特翻轉(zhuǎn)，而RTX 6000“Ada”專業(yè)顯卡則觀測到202次比特翻轉(zhuǎn)。研究者表示，已有總計25款英偉達GPU接受測試，目前僅有少數(shù)型號表現(xiàn)出對該攻擊向量的明顯敏感性，更多型號仍在持續(xù)驗證過程中。

值得注意的是，本輪攻擊目前僅對搭載GDDR6顯存的英偉達GPU有效，采用GDDR6X或GDDR7顯存的GPU未被發(fā)現(xiàn)存在同類可利用漏洞。這意味著，新一代部分高端或更新架構(gòu)的顯卡，在這一特定攻擊面上暫時處于相對安全的狀態(tài)。不過，考慮到大量消費級及專業(yè)級產(chǎn)品仍采用GDDR6，潛在影響范圍依然不容忽視。

針對這一威脅，研究指出目前有兩種主要緩解措施可供采用。其一是在主板BIOS中開啟IOMMU功能，通過限制GPU可訪問的主機內(nèi)存區(qū)域來封堵主要攻擊路徑。IOMMU負責將設(shè)備可見的虛擬地址轉(zhuǎn)換為主機物理內(nèi)存地址，并可將敏感內(nèi)存區(qū)域與外設(shè)隔離，從根本上阻斷GPU對關(guān)鍵數(shù)據(jù)的直接訪問。

另一項防護手段是為GPU開啟誤差校正碼（ECC）功能，英偉達已通過命令行接口向用戶開放相關(guān)開關(guān)。ECC可以在硬件層面檢測并糾正部分內(nèi)存比特翻轉(zhuǎn)，從而在一定程度上抵消Rowhammer攻擊的效果。不過，ECC開啟后可用顯存容量會有所減少，同時增加額外處理開銷，導(dǎo)致GPU性能出現(xiàn)一定幅度下滑。

研究團隊在官方說明中強調(diào)，當前結(jié)果并不意味著所有GDDR6顯卡都存在同等程度風險，而是指出了在特定架構(gòu)與實現(xiàn)下，GDDR6在高強度訪問場景中存在可被利用的物理脆弱性。他們呼吁數(shù)據(jù)中心運營方、云服務(wù)提供商以及多租戶環(huán)境中廣泛使用GPU資源的企業(yè)，優(yōu)先評估并部署IOMMU和ECC等防護措施，以降低高價值目標暴露在該類硬件攻擊面前的概率。