Les attaques par canal auxiliaire consistent à détourner un mécanisme spécifique pour accéder à des informations qui, sans cette méthode, seraient inaccessibles. C’est le cas avec les deux failles découvertes par des chercheurs, qui les ont nommées FLOP et SLAP.

Dans les deux cas, il s’agit d’un détournement de l’exécution spéculative. Comme nous l’indiquions en novembre dans un article consacré aux conséquences lointaines de la faille Spectre, l’exécution spéculative est au cœur de tous les processeurs depuis longtemps. Cette fonction permet, via une approche statistique, de définir à l’avance l’ordre des instructions et donc les calculs à faire au sein du CPU. Si la spéculation est juste, il y a un gain de temps notable. Si elle est erronée, la branche de calcul est abandonnée et l’opération doit recommencer.

Dans l’ensemble, l’exécution spéculative permet des gains significatifs de performances. Malheureusement, ce fonctionnement s’accompagne de multiples failles, dont FLOP et SLAP sont les dernières représentantes.

Prédictions malveillantes

FLOP est présentée comme la plus grave des deux failles. Signifiant « False Load Output Predictions », elle permet l’exploitation d’une forme d’exécution spéculative que l’on trouve dans le prédicteur de valeur de charge (LVP). Ce composant est chargé de prédire le contenu de la mémoire alors qu’il n’est pas encore disponible.

Or, un acteur malveillant peut inciter le LVP à transmettre des valeurs à partir de données spécifiquement malformées. Le pirate peut ainsi récupérer ces valeurs, alors qu’elles sont en temps normal hors d’atteinte. Si la faille est exploitée, elle peut permettre la récupération d’informations sensibles dans un navigateur, comme le contenu de la boite de réception de Proton Mail, l’historique de géolocalisation dans Google Maps ou encore les évènements dans le Calendrier d’Apple.

L’autre faille, SLAP, s’en prend à un autre mécanisme de prédiction. SLAP (Speculation Attacks via Load Adress Prediction) vise ainsi le prédicteur d’adresse de chargement (LAP). Ce composant sert à indiquer au processeur où les données d’instructions sont stockées en mémoire pour en permettre l’accès. Si la faille est exploitée, elle peut forcer le LAP à prédire des adresses erronées, en envoyant une adresse plus ancienne à une instruction plus jeune.

SLAP peut être exploitée dans Safari. Il faut pour cela que l’onglet du site dont on veut obtenir les données – comme Gmail – soit ouvert en même temps qu’un onglet ayant chargé un site malveillant. Ce dernier peut alors lire des chaines JavaScript sensibles, autorisant la récupération du contenu des e-mails par exemple.

Zoom sur FLOP

La faille FLOP a été découverte lors de travaux des chercheurs (trois du Georgia Institute of Technology, un de l’université de la Ruhr à Bochum) sur le LVP introduit par les puces A17 et M3. L’équipe s’est notamment attelée à une opération de rétro-ingénierie sur le mécanisme, pour mieux comprendre son fonctionnement.

Ils sont alors rendus compte d’un point spécifique. Pour la même instruction de chargement, le LVP renvoie ainsi la même valeur plusieurs fois. Une idée leur vient : peut-on prédire cette valeur à la prochaine exécution de l’instruction, « même si la mémoire à laquelle le chargement a accédé contient désormais une valeur complètement différente » ?

Ils découvrent non seulement que c’est bien le cas, mais également qu’il est possible d’abuser le LVP pour faire calculer au CPU des instructions sur la base de données erronées. Plus précisément, il devient possible de lancer le CPU sur des calculs arbitraires en provoquant une erreur dans le LVP. On peut alors contourner des mesures de protection, dont celles mises en place dans les navigateurs pour bloquer les échanges entre deux onglets non liés par un même domaine.

De 5 à 10 minutes nécessaires

Pour fonctionner, les chercheurs estiment qu’il faut en moyenne entre 5 et 10 minutes. Les deux failles ont en commun de nécessiter que le site visé soit ouvert dans un onglet en même temps qu’un autre, avec le site malveillant. La suite dépend du navigateur.

Sur Safari, le site malveillant émet du code JavaScript pour déterminer les calculs nécessaires. Ces derniers déduits, une attaque peut lancer du code normalement spécifique à une structure de données contre une autre, permettant alors la lecture d’adresses 64 bits déterminées. La faille permet de charger les deux sites dans le même espace mémoire. En s’appuyant sur certaines spécificités du moteur WebKit, les chercheurs sont arrivés à réduire suffisamment l’entropie pour deviner, par force brute, des espaces de recherche 16 bits et ainsi accéder aux données qui les intéressaient.

Sur Chrome, la méthode change complètement. FLOP est utilisée pour cibler les structures de données internes dont Chrome se sert pour appeler les fonctions WebAssembly. Normalement, ces structures vérifient la signature de chaque fonction. FLOP permet de court-circuiter ce mécanisme, les fonctions pouvant alors s’exécuter avec de faux arguments.

Qui est concerné ?

Si FLOP est présentée comme plus grave que SLAP, c’est notamment parce qu’elle permet de lire n’importe quelle adresse mémoire comprise dans l’espace adressé par un processus de navigation. En outre, FLOP peut être exploitée dans Chrome et Safari, augmentant largement le nombre de cibles potentielles.

En revanche, FLOP se trouve sur des versions assez récentes des puces Apple : à partir de l’A17 pour les iPhone et iPad, du M3 pour les Mac, ces générations ayant introduit le LVP. SLAP, de son côté, est présente à partir des puces A15 et M2, concernant donc un plus grand nombre d’appareils.

Si vous avez un portable Mac d’au moins 2022, un Mac fixe d’au moins 2023, ou encore un iPhone ou un iPad d’au moins septembre 2021, votre appareil est concerné par au moins l’une des deux failles.

Plusieurs points sont également à préciser. D’abord, Firefox ne figure pas dans la liste des navigateurs vulnérables, car les chercheurs n’ont pas eu le temps de lancer des tests. Dans l’absolu, rien n’empêche selon eux que le navigateur de Mozilla soit également concerné. D’ailleurs, si des tests ont été effectués sur Chrome, rien n’empêche a priori que l’ensemble des navigateurs basés sur Chromium soient eux aussi vulnérables.

Peut-être aussi dans d'autres processeurs

Ensuite, même si FLOP et SLAP ont été démontrées dans les puces Apple, les chercheurs indiquent que les techniques LVP et LAP peuvent être utilisées dans les processeurs d’autres entreprises. Si tel est le cas, en fonction de l’implémentation, ces puces pourraient elles aussi être vulnérables. Leurs travaux seront présentés à deux reprises dans le courant de l'année : SLAP au symposium de l'IEEE sur la sécurité et la vie privée en mai, FLOP à la conférence Usenix en août.

Enfin, les chercheurs ont précisé qu’Apple avait été prévenue de ces failles en mai 2024. Selon des responsables de l’entreprise en privé, un travail serait en cours pour publier des correctifs.

Apple, interrogée à ce sujet par Ars Technica, n'a pas confirmé l'échange privé avec les chercheurs ni le développement de correctifs. « Nous tenons à remercier les chercheurs pour leur collaboration, car cette démonstration de faisabilité nous permet de mieux comprendre ce type de menaces. Sur la base de notre analyse, nous ne pensons pas que ce problème pose un risque immédiat pour nos utilisateurs », a-t-elle ajouté.