Haftungsausschluss

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Beschreibung

Anfang 2020 entdeckten wir die Red-Unlock-Technik, mit der sich Intel-Atom-Mikrocode extrahieren lässt. Wir konnten die interne Struktur des Mikrocodes und anschließend die Implementierung von x86-Instruktionen untersuchen. Außerdem haben wir das Format der Mikrocode-Updates, den Algorithmus und den zum Schutz des Mikrocodes verwendeten Verschlüsselungsschlüssel wiederhergestellt (siehe RC4).

FAQ

1. Kann ich ein benutzerdefiniertes Mikrocode-Update erstellen?

Nein, das können Sie nicht. Unterstützt wird nur die Entschlüsselung, da der Mikrocode eine RSA-Signatur zum Integritätsschutz besitzt.

2. Welche CPUs werden unterstützt?

Ein Entschlüsselungsschlüssel für Mikrocode-Updates hängt von der CPU-Generation ab. Wir haben Schlüssel für die Intel-Gemini-Lake- (Goldmont-Plus-Mikroarchitektur) und Intel-Apolo-Lake- (Goldmont-Mikroarchitektur) Generation extrahiert. Siehe Liste der unterstützten CPUs

3. Wie haben Sie die Schlüssel extrahiert?

Mithilfe von Schwachstellen in Intel TXE haben wir den undokumentierten Debug-Modus „Red Unlock“ aktiviert und Dumps des Mikrocodes direkt aus der CPU extrahiert. Darin fanden wir die Schlüssel und den Algorithmus.

4. Wo finde ich weitere Informationen dazu?

Siehe unsere Vorträge Chip Red Pill: How We Achived to Execute Arbitrary Microcode Inside Intel Atom CPUs von der OffensiveCon22.

Python

Alle unsere Skripte sind in Python geschrieben. Wir empfehlen die Verwendung von Python 3. Die Skripte benötigen das Paket pycryptodome. Führen Sie zum Installieren von pycryptodome den folgenden Befehl aus:

pip3 install pycryptodome

Mikrocode-Update entschlüsseln

Führen Sie das Skript dec_uUpd_Atom_apl.py für Apolo-Lake-CPUs aus:

C:\microcode>py -3 dec_uUpd_Atom_apl.py cpu506C9_plat03_ver00000040_2020-02-27_PRD_2FC3D618_.bin
Hash matched at length 0x3E00 (15872)
Data entropy: 6.898306

Führen Sie das Skript dec_uUpd_xu_Atom_glp.py für Gemini-Lake-CPUs aus:

C:\microcode>py -3 dec_uUpd_xu_Atom_glp.py cpu706A8_plat01_ver00000018_2020-06-09_PRD_1D9A5DFE.bin
Patch hash matched: enc size: 0x3480
Patch data entropy: 6.438890
XuCode hash matched: size: 0xed40
XuCode data entropy: 7.752765

Entpacken des entschlüsselten XuCode (nur für Goldmont Plus)

Führen Sie das Skript XuUnp.py für Goldmont-Plus-CPUs aus:

C:\microcode>py -3 XuUnp.py cpu706A8_plat01_ver00000018_2020-06-09_PRD_1D9A5DFE.bin.xu.dec
Processing cpu706A8_plat01_ver00000018_2020-06-09_PRD_1D9A5DFE.bin.xu.dec
. ELF at 0x28
. Parking: 0xD58+944
. XuRT: 0x16EC+D404
. Decompressing 54276 -> 101448, be patient...
+ Unpacked OK

Über XuCode

XuCode ist der Softwareteil der SGX-Technologie; in das Mikrocode-Update sind ELF-Dateien integriert.

Siehe: XuCode: An Innovative Technology for Implementing Complex Instruction Flows

Liste der unterstützten CPUs

Das Mikrocode-Update kann für folgende CPUs entschlüsselt werden:

Forschungsteam

Mark Ermolov (@_markel___)

Maxim Goryachy (@h0t_max)

Dmitry Sklyarov (@_Dmit)