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1月4日，國外安全研究機(jī)構(gòu)公布了兩大CPU漏洞：Meltdown（熔斷）和Spectre（幽靈）
這兩個漏洞不僅在技術(shù)層面引發(fā)了廣泛的討論，更在實際應(yīng)用中帶來了深遠(yuǎn)的影響
作為Linux系統(tǒng)用戶，我們有必要深入了解這兩個漏洞的背景、原理、影響以及應(yīng)對措施
漏洞背景與影響 Meltdown和Spectre的公布引起了全球范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注
利用Meltdown漏洞，低權(quán)限用戶可以訪問內(nèi)核的內(nèi)容，獲取本地操作系統(tǒng)底層的信息
這意味著，攻擊者可以繞過操作系統(tǒng)的安全機(jī)制，直接讀取系統(tǒng)內(nèi)核中的敏感數(shù)據(jù)
而Spectre漏洞則更為復(fù)雜和廣泛，當(dāng)用戶通過瀏覽器訪問包含Spectre惡意利用程序的網(wǎng)站時，用戶的賬號、密碼、郵箱等個人隱私信息可能會被泄漏
在云服務(wù)場景中，Spectre甚至可以突破用戶間的隔離，竊取其他用戶的數(shù)據(jù)
這兩個漏洞的影響范圍極其廣泛
Meltdown漏洞影響幾乎所有的Intel CPU和部分ARM CPU，而Spectre則影響所有的Intel CPU、AMD CPU以及主流的ARM CPU
從個人電腦、服務(wù)器、云計算機(jī)服務(wù)器到移動端的智能手機(jī)，都受到了這兩組硬件漏洞的影響
這意味著，無論是家用電腦用戶、企業(yè)用戶還是云服務(wù)提供商，都面臨著巨大的安全風(fēng)險
漏洞原理與技術(shù)解析 這兩個漏洞的產(chǎn)生，源于芯片廠商為了提高CPU性能而引入的新特性：亂序執(zhí)行（Out-of-Order Execution）和預(yù)測執(zhí)行（Speculative Prediction）
現(xiàn)代CPU為了提高處理性能，會采用亂序執(zhí)行和預(yù)測執(zhí)行機(jī)制
亂序執(zhí)行使CPU不嚴(yán)格按照指令的順序串行執(zhí)行，而是根據(jù)相關(guān)性對指令進(jìn)行分組并行執(zhí)行，最后匯總處理各組指令執(zhí)行的結(jié)果
預(yù)測執(zhí)行則是CPU根據(jù)當(dāng)前掌握的信息預(yù)測某個條件判斷的結(jié)果，然后選擇對應(yīng)的分支提前執(zhí)行
然而，這兩種機(jī)制在遇到異常或發(fā)現(xiàn)分支預(yù)測錯誤時，會丟棄之前執(zhí)行的結(jié)果，將CPU狀態(tài)恢復(fù)到亂序執(zhí)行或預(yù)測執(zhí)行前的正確狀態(tài)，然后選擇正確的指令繼續(xù)執(zhí)行
問題在于，CPU在恢復(fù)狀態(tài)時并不會恢復(fù)CPU緩存的內(nèi)容
這一設(shè)計上的缺陷，正是Meltdown和Spectre漏洞利用的關(guān)鍵所在
Meltdown漏洞利用計算機(jī)系統(tǒng)亂序執(zhí)行的方式，結(jié)合旁信道攻擊原理推測出內(nèi)核地址內(nèi)容
旁信道攻擊是一種基于對加密算法運(yùn)行時的物理實現(xiàn)特征分析，主要利用加密電子設(shè)備在運(yùn)行過程中的時間消耗、功率消耗或電磁輻射等旁信道信息對加密設(shè)備進(jìn)行攻擊，從而獲取密鑰等保密信息的攻擊方式
在Meltdown漏洞的利用過程中，攻擊者通過緩存?zhèn)刃诺拦簦梢灾滥囊粋�數(shù)組元素被訪問過，也即對應(yīng)的內(nèi)存頁存放在CPU Cache中，從而推測出內(nèi)核地址的內(nèi)容
Spectre漏洞的利用原理與Meltdown類似，但更為復(fù)雜
Spectre利用的是CPU預(yù)測執(zhí)行的方式，結(jié)合旁信道攻擊推測出內(nèi)核地址
