NVIDIA Mengkonfirmasi Kerentanan Serangan Glitch Tegangan pada Tesla Autopilot

Sebuah penelitian baru dari Jerman mengungkap bahwa NVIDIA telah mengkonfirmasi kerentanan perangkat keras yang memungkinkan penyerang untuk mendapatkan kontrol kode eksekusi yang diprivilegi untuk sistem autopilot Tesla. Serangan ini melibatkan metode “klasik” untuk mengganggu perangkat keras dengan memperkenalkan lonjakan tegangan, yang dalam hal ini memungkinkan pembukaan bootloader yang biasanya dinonaktifkan untuk konsumen dan dimaksudkan untuk kondisi laboratorium.

Serangan ini juga valid untuk sistem infotainment Mercedes-Benz, meskipun dengan konsekuensi yang jauh lebih sedikit.

Makalah ini, yang berjudul The Forgotten Threat of Voltage Glitching: A Case Study on Nvidia Tegra X2 SoCs, berasal dari Technische Universitat Berlin, sebagai tindak lanjut dari beberapa penelitian sebelumnya yang mengungkap eksploitasi serupa pada AMD Secure Encrypted Virtualization, diterbitkan pada tanggal 12 Agustus.

Makalah ini menyatakan:

Kami mengungkapkan temuan kami kepada Nvidia, termasuk setup eksperimental dan parameter kami. Nvidia merekonstruksi eksperimen kami dan mengkonfirmasi bahwa injeksi kesalahan mempengaruhi SoC Tegra Parker yang diuji dan chip sebelumnya. Menurut mereka, semua SoC Tegra yang lebih baru akan mengandung countermeasures untuk memitigasi serangan jenis ini. Selain itu, mereka mengusulkan countermeasures untuk mengurangi efektivitas injeksi kesalahan tegangan pada chip yang rentan…

Makalah ini menyatakan bahwa jenis serangan yang ditunjukkan dalam penelitian mereka dapat memungkinkan penyerang untuk mengubah firmware sistem untuk mengganggu sistem kontrol yang penting, termasuk cara kendaraan otonom bereaksi terhadap hambatan manusia.

Mereka mencatat bahwa bahkan mengganggu sistem tampilan kokpit membawa bahaya yang nyata, memungkinkan tampilan informasi yang salah tentang kecepatan mengemudi saat ini, dan informasi lain yang penting untuk pengoperasian kendaraan yang aman.

Injeksi Kesalahan Tegangan

Injeksi Kesalahan Tegangan (FI), juga dikenal sebagai Glitching Tegangan, hanya melebihi atau mengurangi tegangan pasokan sistem untuk sesaat. Ini adalah bentuk serangan yang sangat lama; peneliti mencatat bahwa kartu pintar telah diperkuat melawan pendekatan ini dua dekade yang lalu, dan menyarankan bahwa produsen chip telah secara efektif melupakan serangan vektor ini.

Namun, mereka mengakui bahwa melindungi Sistem pada Chip (SoC) telah menjadi lebih kompleks dalam beberapa tahun terakhir karena pohon daya yang kompleks dan tingkat konsumsi daya yang lebih tinggi dapat memperburuk gangguan potensial yang disebabkan oleh pasokan daya yang terganggu.

Serangan jenis ini telah terbukti memungkinkan terhadap SoC Tegra X1 yang lebih lama di masa lalu. Namun, SoC Tegra X2 yang lebih baru (‘Parker’) hadir dalam sistem yang lebih kritis, termasuk sistem autopilot semi-otonom Tesla, serta sistem yang digunakan oleh Mercedes-Benz dan Hyundai.

Makalah ini menunjukkan serangan Glitching Tegangan pada SoC Tegra X2 yang memungkinkan peneliti untuk mengekstrak konten dari Memori Hanya Baca (iROM) internal sistem. Selain mengompromikan kekayaan intelektual produsen, ini memungkinkan penonaktifan total Eksekusi Kode Tepercaya.

Kompromi Permanen Mungkin

Lebih lanjut, infiltrasi ini tidak rapuh atau hilang pada restart: peneliti mengembangkan ‘implan perangkat keras’ yang dapat mematikan Root of Trust (RoT) secara permanen.

Diagram dari ‘crowbar circuit’ yang dikembangkan oleh peneliti Jerman – modifikasi perangkat keras permanen yang dapat memanipulasi Root of Trust di Tegra X2. Sumber: https://arxiv.org/pdf/2108.06131.pdf

Untuk memetakan eksploitasi, peneliti mencari untuk membuka dokumentasi tersembunyi tentang X2 – file header tersembunyi yang disertakan sebagai bagian dari paket L4T. Pemetaan dijelaskan, meskipun tidak secara eksplisit, dalam dokumentasi online untuk Aliran Boot Jetson TX2.

Kontrol aliran boot software TX2. Sumber: https://docs.nvidia.com/

Namun, meskipun mereka dapat memperoleh informasi yang diperlukan dari file header yang diekstrak, peneliti mencatat bahwa mereka juga menerima bantuan yang signifikan dengan mencari GitHub untuk kode NVIDIA yang tidak jelas:

Sebelum menyadari bahwa file header ditawarkan oleh Nvidia, kami mencarinya di GitHub. Selain menemukan repositori yang mencakup kode Nvidia, pencarian juga mengungkapkan repositori yang disebut ”switch-bootroms”. Repositori ini mencakup kode sumber BR yang bocor untuk SoC Tegra dengan nomor model T210 dan T214, di mana T210 adalah model asli Tegra X1 (dengan kode ”Erista”), dan T214 adalah versi yang diperbarui, juga disebut Tegra X1+ (dengan kode ”Mariko”). X1+ mencakup kecepatan clock yang lebih cepat dan, berdasarkan komentar dan kode dalam repositori, diperkuat melawan FI. Selama penyelidikan kami, akses ke kode ini secara besar-besaran meningkatkan pemahaman kami tentang X2.’

(Catatan kaki diubah menjadi tautan oleh saya)

Semua fusi dan kode kriptografis ditemukan oleh metode baru, dan tahap akhir sistem bootloader berhasil didekripsi. Pencapaian paling penting dari eksploitasi ini adalah kemampuan untuk membuatnya bertahan melalui restart dengan perangkat keras khusus, teknik yang pertama kali dikembangkan oleh Team Xecuter untuk implant Nintendo Switch pada seri chip X1.

Mitigasi

Makalah ini menyarankan beberapa metode pengerasan yang dapat membuat iterasi masa depan SoC X-series resisten terhadap serangan glitching tegangan. Dalam membahas masalah ini dengan NVIDIA, perusahaan tersebut mengusulkan bahwa dalam kasus SoC yang ada, perubahan tingkat papan dapat membantu, termasuk penggunaan epoksi yang resisten terhadap dekomposisi oleh panas dan pelarut. Jika sirkuit tidak dapat dengan mudah dibongkar, maka akan jauh lebih sulit untuk dikompromikan.

Makalah ini juga menyarankan bahwa papan sirkuit cetak (PCB) khusus untuk SoC adalah salah satu cara untuk menghilangkan kebutuhan akan kapasitor kopling, yang merupakan bagian dari serangan yang dijelaskan.

Untuk desain SoC masa depan, penggunaan sirkuit deteksi glitch tegangan lintas-domain yang baru-baru ini dipatenkan oleh NVIDIA dapat memungkinkan pemicu peringatan dalam kasus gangguan tegangan yang malicious atau dicurigai.

Mengatasi masalah melalui perangkat lunak lebih merupakan tantangan, karena karakteristik kesalahan yang dieksploitasi sulit dipahami dan diatasi pada tingkat perangkat lunak.

Makalah ini mengamati, tampaknya dengan sedikit kejutan, bahwa sebagian besar pengamanan yang jelas telah berkembang selama waktu untuk melindungi chip X1 yang lebih lama, tetapi absen pada X2.

Laporan ini menyimpulkan:

‘Produsen dan desainer tidak boleh melupakan serangan perangkat keras yang tampaknya sederhana yang telah ada selama lebih dari dua dekade.’