Linux平台上Meltdown&Spectre漏洞的补丁

1、漏洞原理介绍

Google的project zero项目组博客有对这三个漏洞原理进行详细介绍：

https://googleprojectzero.blogspot.my/2018/01/reading-privileged-memory-with-side.html

简单来说，就是由于处理器为了提高执行效率，采用多条指令流水线，并且指令预取。假如一条指令执行产生了异常，其后序若干指令由于乱序执行，已经会对cache产生效果。例如下图左侧代码，假设我们不知道data的值，但是在访问probe_array数组的第data个页面内存，之前产生了异常。这样尽管访问数组的操作并没有生效，但由于推测执行，访问probe_array[data*4096]的操作，已经将[data*4096]的内存读进cache中。这样，我们循环访问256个页面（假设有256个cache line），能观察到一次访问速度特别快的内存访问（比如第82次），就能推断出data=82。这也就是Cache flush+reload侧通道攻击的原理。

2、补丁信息

目前redhat已经发布了这三个漏洞的操作系统补丁，这个github页面维护了Meltdown漏洞需要的补丁：

https://github.com/hannob/meltdownspectre-patches

可以找到CentOS（redhat）上需要安装的一些补丁：

例如CESA-2018:0007的这个链接提到了这个补丁：https://access.redhat.com/errata/RHSA-2018:0007

会升级内核kernel-3.10.0-693.11.6.el7.x86_64.rpm。如果华为内网的RHEL源还没有更新，上述内核patch可以从这里下载到：

http://mirror.centos.org/centos/7/updates/x86_64/Packages/

Redhat关于微码与Intel漏洞的patch会对系统性能产生一定影响：

https://access.redhat.com/articles/3311301

因此也允许使用者动态关闭pti, ibpb, ibrs等新增内核特性，例如修改/sys文件下的一些内核选项动态控制安全补丁的开启、关闭：

[root@rhel meltdown]# echo 1 > /sys/kernel/debug/x86/pti_enabled
[root@rhel meltdown]# echo 1 > /sys/kernel/debug/x86/ibpb_enabled
[root@rhel meltdown]# echo 1 > /sys/kernel/debug/x86/ibrs_enabled

3、漏洞检测

升级完补丁，使用这个脚本检测系统是否受两个漏洞影响：

https://github.com/speed47/spectre-meltdown-checker

例如打开pti后，系统可抵御Meltdown漏洞：

[root@m60-rhel meltdown]# echo 1 > /sys/kernel/debug/x86/pti_enabled
[root@m60-rhel meltdown]# ./spectre-meltdown-checker.sh 
CVE-2017-5754 [rogue data cache load] aka 'Meltdown' aka 'Variant 3'
* Kernel supports Page Table Isolation (PTI):  YES 
* PTI enabled and active:  YES 
> STATUS:  NOT VULNERABLE  (PTI mitigates the vulnerability)