NVIDIA підтвердила вразливість атаки на напругу в системі автопілота Tesla

Нова дослідницька робота з Німеччини розкриває, що NVIDIA підтвердила вразливість апаратного забезпечення, яка дозволяє атакуванню отримувати привілейований контроль над виконанням коду в системі автопілота Tesla. Атака涉лює “класичний” метод дестабілізації апаратного забезпечення шляхом введення напругових сплесків, які в цьому випадку дозволяють розблокувати завантажувач, який зазвичай відключений для споживачів і призначений для лабораторних умов.

Атака також діє对于 систему інфотейнмента Mercedes-Benz, хоча з очевидними меншими потенційно шкідливими наслідками.

Документ розкриває, що має назву Забута загроза напругових сплесків: Вивчення випадку з Nvidia Tegra X2 SoCs, походять з Технічного університету Берліна, продовжуючи деякі з попередніх робіт тих самих дослідників, які розкрили подібну вразливість в AMD Secure Encrypted Virtualization, опубліковану 12 серпня.

Документ заявляє:

Ми відповідально розкрили свої результати Nvidia, включаючи наш експериментальний набір і параметри. Nvidia відтворила наші експерименти і підтвердила, що вразливість впливає на тестований Tegra Parker SoC і раніше чіпи. За їхніми словами, всі новіші Tegra SoC будуть містити засоби захисту проти цих типів атак. Крім того, вони запропонували засоби захисту для зменшення ефективності напругових сплесків на вразливих чітах…

Документ заявляє, що такий тип атаки може дозволити атакуванню змінити прошивку системи, щоб втрутитися в життєво важливі системи контролю, включаючи те, як автономний транспорт реагує на людські перешкоди.

Вони зазначають, що навіть втручання в системи дисплея кабіни несуть справжню загрозу, дозволяючи відображати помилкову інформацію про поточну швидкість руху та іншу інформацію, яка є життєво важливою для безпечної експлуатації транспортного засобу.

Напругові сплески

Напругові сплески (FI), також відомі як напругові сплески, просто перевищують або недосягають напруги системи на момент. Це дуже стара форма атаки; дослідники зазначають, що смарт-карти були посилені проти цього підходу два десятиліття тому, і припускають, що виробники мікрочіпів фактично забули про цю конкретну вектор атаки.

Однак вони визнають, що захист системи на чіпі став більш складним в останні роки через складні дерева живлення і вищу швидкість споживання енергії, які можуть посилити потенційну переривання, спричинене порушенням живлення.

Атаки цього типу були доказані проти старішого NVIDIA Tegra X1 SoC в минулому. Однак новіший Tegra X2 SoC (‘Parker’) присутній у більш критичних системах, включаючи напівавтономну систему автопілота Tesla, а також у системах, використовуваних Mercedes-Benz і Hyundai.

Новий документ демонструє напругові сплески на Tegra X2 SoC, які дозволили дослідникам витягнути вміст з внутрішньої пам’яті тільки для читання (iROM) системи. Окрім компрометації IP виробників, це дозволяє повну вимкнення довіреної виконання коду.

Можлива постійна компрометація

Крім того, вторгнення не є крихким або обов’язково знищеним після перезавантаження: дослідники розробили “апаратний імплант”, здатний постійно вимкнути корінь довіри (RoT).

Діаграма ‘кроватної схеми’, розробленої німецькими дослідниками – постійної апаратної модифікації, здатної маніпулювати коренем довіри в Tegra X2. Джерело: https://arxiv.org/pdf/2108.06131.pdf

Для картування експлойту дослідники намагалися розблокувати приховану документацію про X2 – приховані файли заголовків, включені як частина L4T пакету. Відображення описуються, хоча не явно, в онлайн документації для Jetson TX2 Boot Flow.

Контроль потоку завантаження TX2. Джерело: https://docs.nvidia.com/

Однак, хоча вони змогли отримати необхідну інформацію з витягнутих файлів заголовків, дослідники зазначають, що вони також отримали значну допомогу, просіюючи GitHub для мало відомих кодів, пов’язаних з NVIDIA:

Перед тим, як зрозуміти, що файл заголовка пропонується Nvidia, ми шукали його на GitHub. Окрім знаходження репозиторію, який включає код Nvidia, пошук також виявив репозиторій під назвою “switch-bootroms”. Цей репозиторій включає витягнуті джерельні коди BR для Tegra SoC з моделями T210 і T214, тоді як T210 є оригінальною моделлю Tegra X1 (кодова назва “Erista”), а T214 є оновленою версією, також званою Tegra X1+ (кодова назва “Mariko”). X1+ включає швидші тактові частоти і, судячи з коментарів і коду в репозиторії, посилені проти FI. Під час наших досліджень доступ до цього коду суттєво збільшив наше розуміння X2.’

(Примітки, перетворені на гіперпосилання мною)

Всі запобіжники та криптографічні коди були виявлені новим методом, і пізніші стадії системи завантаження були успішно розшифровані. Найбільш помітним досягненням експлойту є, ймовірно, можливість зробити його постійним через перезавантаження за допомогою спеціального апаратного забезпечення, техніку, вперше розроблену командою Xecuter для імплантів Nintendo Switch на чіпі X1.

Засоби захисту

Документ пропонує ряд методів посилення, які могли б зробити майбутні ітерації SoC X-серії стійкими до атак напругових сплесків. Обговорюючи цю справу з NVIDIA, компанія запропонувала, що в разі існуючих SoC корисними будуть зміни на рівні плати, включаючи використання епоксидних смол, стійких до розкладання під впливом тепла і розчинників. Якщо схему важко розібрати, то її компрометація значно ускладнюється.

Документ також пропонує, що спеціальна друкована плата (PCB) для SoC є одним із способів виключити необхідність використання конденсаторів зв’язку, які входять до складу описаної атаки.

Для майбутніх конструкцій SoC використання схеми виявлення напругових сплесків, недавно запатентованої NVIDIA, може дозволити спрацьовувати сигнали тривоги у разі підозрілих напругових порушень.

Вирішення проблеми через програмне забезпечення є більш складним завданням, оскільки характеристики вад, які використовуються, важко зрозуміти і протидіяти на програмному рівні.

Документ зазначає, як видається, з деяким подивом, що більшість очевидних засобів захисту були розвинені з часом для захисту старішого чіпа X1, але відсутні в X2.

Документ завершується:

‘Виробники і розробники не повинні забувати про очевидні апаратні атаки, які існують вже понад два десятиліття.’