NVIDIA, 테슬라 오토파일럿의 전압 글리치 공격 취약점 확인

독일의 새로운 연구 논문에 따르면 NVIDIA는 테슬라의 오토파일럿 시스템에서 코드 실행을 특권적으로 제어할 수 있는 하드웨어 취약점을 확인했다. 이 공격은 하드웨어를 불안정하게 만드는 ‘클래식’ 방법으로 전압 서지를 도입하는 것으로, 이 경우 보통 소비자에게 비활성화된 부트로더를 해제할 수 있다.

이 공격은 또한 메르세데스-벤츠 인포테인먼트 시스템에서 유효하며, 물론 잠재적으로 훨씬 덜 유해한 결과가 있다.

Technische Universitat Berlin의 논문은 NVIDIA Tegra X2 SoC에 대한 전압 글리치 공격의 사례 연구로, 최근에 일부 연구자들이 AMD Secure Encrypted Virtualization에서 유사한 취약점을 공개한 이후에 나온 것이다.

새로운 논문은 다음과 같이 말한다.

우리는 실험 설정과 매개변수를 포함하여 우리의 발견을 NVIDIA에 책임 있게 공개했다. NVIDIA는 우리의 실험을 재구성하고 테스트된 Tegra Parker SoC와 이전 칩에 대한 오류 주입의 영향을 확인했다. 그들에게 따르면, 모든 새로운 Tegra SoC에는 이러한 유형의 공격을 완화하는 대책이 포함되어 있다. 또한, 취약한 칩에서 전압 오류 주입의 효과를 줄이는 대책을 제안했다…

논문은 이 연구에서 시연된 공격이 시스템 펌웨어를 변경하여 필수적인 제어 시스템,包括 자율 주행 차량이 인간 장애물에 반응하는 방식을 손상시킬 수 있다고 말한다.

그들은 또한 조종석 디스플레이 시스템을 조작하는 것이 실제 위험을 초래할 수 있으며, 현재 주행 속도와 같은 중요한 정보를 표시할 수 없게 만든다고 말한다.

전압 글리치 공격

전압 글리치 공격(Voltage Glitching)은 시스템 전원 공급을 순간적으로 과전압 또는 저전압으로 만드는 것이다. 이는 매우 오래된 공격 방법으로, 연구자들은 스마트 카드가 이미 20년 전부터 이러한 공격에 강화되었다고 말한다.

그러나 시스템 온 칩(System on a Chip, SoC)을 보호하는 것은 최근 몇 년 동안 복잡한 전원 트리와 높은 전력 소모로 인해 더 복잡해졌다고 말한다.

이러한 유형의 공격은 과거에 NVIDIA Tegra X1 SoC에 대해 가능했다. 그러나 새로운 Tegra X2 SoC(‘Parker’)는 테슬라의 오토파일럿 반자율 주행 시스템과 메르세데스-벤츠 및 현대차의 시스템에서 사용된다.

새로운 논문은 Tegra X2 SoC에 대한 전압 글리치 공격을 시연했으며, 시스템의 내부 읽기 전용 메모리(iROM)에서 내용을 추출할 수 있었다. 이는 제조업체의 지적 재산권을 손상시키며, 신뢰할 수 있는 코드 실행을 완전히 비활성화할 수 있다.

영구적인 손상 가능

또한, 이 침입은 재시작 시에도 취소되지 않으며, 연구자들은 루트 오브 트러스트(Root of Trust, RoT)를 영구적으로 비활성화할 수 있는 하드웨어 임플란트를 개발했다.

모든 퓨즈와 암호화 코드가 새로운 방법으로 발견되었으며, 부트로더 시스템의 후반부가 성공적으로 해독되었다. 이 공격의 가장 주목할 만한 성과는 전용 하드웨어를 통해 재시작 간에도 지속될 수 있는 기술이다.

대책

논문은 미래의 X 시리즈 SoC에서 전압 글리치 공격에 강화할 수 있는 몇 가지 방법을 제안한다. NVIDIA와의 논의에서, 회사는 기존 SoC의 경우 보드 수준의 변경이 도움이 될 것이라고 말했다. 이는 열과 용매에 의해 분해되지 않는 에폭시를 사용하는 것을 포함한다. 회로가 쉽게 분해되지 않으면 침입을 훨씬 더 어렵게 만든다.

논문은 또한 SoC 전용 인쇄 회로 기판(Prineted Circuit Board, PCB)을 사용하면 커플링 캐패시터의 필요성을 제거할 수 있다고 말한다.

미래의 SoC 설계에서는 NVIDIA가 최근 특허를 받은 크로스 도메인 전압 글리치 감지 회로를 사용할 수 있다. 이는 악의적이거나 의심스러운 전압 교란의 경우 경고를 트리거할 수 있다.

소프트웨어를 통해 문제를 해결하는 것은 더 큰 도전이다. 공격에서 악용되는 오류의 특성은 소프트웨어 수준에서 이해하고 대응하기 어렵다.

논문은, 놀랍게도, 대부분의 명백한 보안 대책이 오래된 X1 칩을 보호하기 위해 시간이 지남에 따라 발전했지만 X2에는 없다고 관찰한다.

보고서는 다음과 같이 결론을 내린다.

‘제조업체와 설계자는 이미 20년 이상 존재하는 것으로 보이는 단순한 하드웨어 공격을 잊지 말아야 한다.’