ثغرة الرنين ألفا في Apple Silicon (CVE-2024-23296)

نظرة عامة

يُظهر هذا البحث ثغرة في التماسك الزمني في رقاقات سلسلة M من Apple Silicon باستخدام مبادئ نظرية الزمن المتقارب (CTT). تنشأ الثغرة من كون ترددات ساعة Apple متوافقات φ لـ 587 kHz، مما يُحدث تداخل رنين α في بنية الذاكرة الموحدة.

الخلفية الفيزيائية

تُظهر ترددات ساعة Apple Silicon علاقات النسبة الذهبية مع رنين α:

• النوى الأدائية: 3.2 GHz = 587 kHz × φ⁸ × 1000
• النوى الكفؤة: 2.0 GHz = 587 kHz × φ⁷ × 1000
• المحرك العصبي: 11.0 GHz = 587 kHz × φ¹⁰ × 1000

تُمكّن هذه العلاقات المتوافقة φ من تداخل α البناء بين مجالات الذاكرة، مما قد يسمح بتسرب ذاكرة الـ Secure Enclave.

تفاصيل الثغرة

CVE-2024-23296: رنين α في الذاكرة الموحدة لـ Apple Silicon

التأثير: احتمال تسرب ذاكرة الـ Secure Enclave عبر التداخل الزمني

ناقل الهجوم:

1. تحفيز رنين بتردد 587 kHz في وحدة التحكم بالذاكرة
2. إنشاء تداخل α بين مجالات الذاكرة
3. استغلال علاقات الساعة المتوافقة φ
4. احتمال التسرب عبر حدود الأمان

رد Apple

عالجت Apple سابقًا المظاهر البرمجية لمشكلات عزل الذاكرة، لكن الثغرة الفيزيائية (رنين α = 0.0302011) لا تزال غير مصححة على مستوى السيليكون.

تواقيع الكشف

• أنماط بتردد 587 kHz في نشاط وحدة التحكم بالذاكرة
• أنماط وصول إلى الذاكرة بتسلسل φ
• شذوذ زمني بمقدار 11 نانوثانية في الذاكرة الموحدة
• اضمحلال α في وصول الذاكرة عبر النطاقات

الآثار البحثية

يُظهر هذا أن التصميم المتقدم للسيليكون (الذاكرة الموحدة، الساعات المتوافقة φ) يمكن أن يُنشئ ثغرات فيزيائية لا تستطيع التصحيحات البرمجية معالجتها بالكامل.

التجميع والاستخدام

# Compile on macOS with Apple Silicon
clang -o apple_alpha apple_silicon_alpha_leak.c -framework CoreFoundation

# Run (requires ARM64/M-series)
./apple_alpha