AMD fTPM存在缺陷：可绕过BitLocker

Windows 11的主要硬件要求之一是要有一台支持TPM 2.0的PC。不仅如此，在AMD方面，即使是几代前的CPU，如Ryzen 1000（Zen架构）也被认为与Windows 11不兼容，因为它们缺乏某些硬件安全功能，如HVCI。因此，人们需要Ryzen 2000（Zen+）、Ryzen 3000（Zen2）以及更新的芯片来运行操作系统。

尽管符合这些标准，但系统仍有可能受到攻击。安全研究人员Hans Niklas Jacob、Christian Werling、Robert Buhren和Jean-Pierre Seifer发现了一个新的AMD安全处理器（AMD-SP）可信执行环境（TEE）漏洞，有助于绕开固件TPM（fTPM）。该漏洞被称为 "faulTPM"，在某些情况下，例如没有使用强大的PIN码时，这反过来也会导致BitLocker加密的破坏，从而导致未经授权的代码执行。

因此，任何加密信息都有可能在成功利用该漏洞后被盗。研究人员能够通过电压故障注入确定一个主动侧渠道攻击漏洞，这种攻击方法被称为 "TPM嗅探"。fTPM通常被认为比TPM更不容易受到这种攻击，也更能抵抗这种攻击，因为没有暴露的总线将fTPM连接到CPU。

研究人员解释说：

我们使用电压故障注入攻击来获得在较新的Zen 2和Zen 3代CPU的AMD-SP上的代码执行，这是由Buhren等人在中介绍的。这种攻击利用了串行电压识别接口2.0（SVI2）总线，允许AMD SoC动态地更新其电源电压。通过向该总线注入数据包，攻击者导致AMD-SP的电源电压短暂下降，并诱发AMD-SP的故障。

利用PSPTool替换和重置各种AMD-SP固件组件的能力，这种故障注入攻击可用于在AMD-SP运行时间的各个阶段获得代码执行。

以下是安全研究人员对该漏洞进行的一步步总结：

综上所述，我们的贡献是：

• 我们逆向设计了AMD的fTPM的NV存储格式以及保护其机密性和完整性的芯片特有的密钥的推导。
• 我们利用先前公布的AMD-SP的硬件漏洞，提取用于推导NV存储密钥的加密种子。
• 利用解密的NV存储，我们可以提取任何加密秘密，并解封受fTPM保护的任意TPM对象。
• 我们利用这种能力成功地攻击了微软BitLocker的仅有TPM的密钥保护器。
• 我们分析了TPM和PIN码保护器对FDE密钥的安全性，并描述了BitLocker在使用强大的PIN码时是如何抵御TPM被破坏的，而一个天真的实现则不能。
• 我们公布了发起攻击所需的所有工具

AMD表示，它知道这个影响Ryzen 3000（Zen 2）和Ryzen 5000（Zen 3）芯片的新缺陷。该公司向Tom's Hardware提供了以下声明：

AMD知道攻击我们的固件可信平台模块的研究报告，该报告似乎利用了之前在ACM CCS 2021上讨论的相关漏洞。这包括通过物理手段进行的攻击，通常在处理器架构安全缓解措施的范围之外。我们在未来的产品中不断创新基于硬件的新保护措施，以限制这些技术的功效。具体到本文，我们正在努力了解潜在的新威胁，并将根据需要更新我们的客户和终端用户。

你可以在arvix网站上阅读关于新的faulTPM漏洞的更多细节（PDF）：

https://arxiv.org/abs/2304.14717

来源：Tom's Hardware