今天小凯seo博客转载一篇来自百度安全指数在2018年1月9日发布的内容，标题为《Meltdown & Spectre 攻击及缓解措施（一）》，正文部分如下：
1. 引言
最近Google Project Zero和一些独立安全研究人员发现了CPU芯片硬件层面执行加速机制，也就是乱序执行（out-of-orderexecution)和推测执行(speculative execution)，会引起CPU缓存的污染，从而攻击者可以发起基于cache的侧信道攻击偷取数据。目前主要涉及到两种攻击方法，分别为Meltdown [4] 和Spectre [5]。Spectre涉及CVE编号CVE-2017-5753和CVE-2017-5715，而Meltdown涉及CVE编号CVE-2017-5754。
由于Meltdown和Spectre的攻击是针对CPU硬件的缺陷进行的攻击，因此它们的攻击范围特别广，存在于各种操作系统和云平台上。近20年的CPU/OS/VMM基本都受影响，包括从云端到桌面到移动，对业界产生巨大冲击。这一漏洞主要用于偷取隐私数据，包括口令、证书和其他保密数据，甚至完整的内存镜像。值得庆幸的是这些攻击不能修改数据。影响范围包括：
a、CPU 处理器: 近二十年的 Intel、AMD、ARM 等处理器都有影响，其中对 Intel 的处理器的影响尤为严重；
b、操作系统: Windows、Linux、 Android、iOS和macOS等；
c、虚拟机管理器：KVM, Xen等。
本文主要关注Intel CPU Meltdown和Spectre在不同场景下的攻击以及缓解措施，包括VMM和浏览器等场景。这些内容对AMD/ARM的攻防也有重要的借鉴价值。这些漏洞虽然影响广泛，但利用复杂，限制也很大。一方面，由于防护措施都是有成本的，本文给防护方提供一个指南，可以根据自己的场景来选择必要的防护措施；另一方面，我们希望通过本文，缓解目前被夸大的恐慌情绪，但本文也同时将指出一些没有被讨论过的组合攻击方式，这些攻击将有比标准攻击更加强大的威力。因此防护方不能掉以轻心，需要尽快部署相关防护措施。
2. 攻击的场景
Meltdown [4] 和Spectre [5]具体有三个变种：
a、变种1 (V1) Spectre: 绕过边界检查 (CVE-2017-5753)
b、变种2 (V2) Spectre: 分支预测注入 (CVE-2017-5715)
c、变种3 (V3) Meltdown: 乱序执行的CPU缓存污染 (CVE-2017-5754)
由于攻击的影响涉及了大量的云平台和操作系统，我们就不单独罗列具体版本，而是针对最典型的场景来描述如何防御这些攻击。
典型的攻击场景
a、对虚拟机管理器 VMM 的攻击（A1）：攻击者在 VMM 管理的一个 VM 里 面，该攻击者完全的控制这个 VM，比如拥有这个VM kernel级别的权限，可以直接与VMM进行交互。攻击者通过利用这些漏洞，可以获取VMM的敏感数据，或者获取同一物理主机下的其他VM内的数据；
b、对操作系统内核的攻击（A2）：攻击者是用户空间的一个应用程序，拥有任意的代码执行能力。攻击者通过利用这些漏洞，可以获取内核内的敏感数据，甚至包括内核缓冲区的文件或者网络数据；
浏览器对操作系统内核的攻击（A2w）：攻击者只能通过网站页面影响浏览器发起攻击，可以通过javascript，或者web assembly等机制；
c、对用户空间其他用户数据的攻击（A3）：攻击者是用户空间的一个应用程序，拥有任意的代码执行能力。攻击者通过利用这些漏洞，获取同一操作系统下的其他进程的数据，包括跨docker的攻击；
浏览器对用户空间其他用户数据的攻击（A3w）：攻击者只能通过网站页面影响浏览器发起攻击，可以通过javascript，或者web assembly等机制。
V3c组合攻击
原始的V3攻击，将会产生page fault，可以被kernel感知到，从而可以通过host intrusion detectionsystem (HIDS)进行探测。传统上，可以通过Intel TransactionalSynchronization Extensions (TSX)来截获异常，避免产生kernel异常。然而由于TSX历史上的bug，很多云端服务器并不开启TSX，导致该方法并不普适。
我们经过实验后发现，可以将V3攻击置于V1/V2的预测执行路径上，由于这是预测执行，所以不会触发内核异常，但该预测执行依然会触发cache加载操作。即V1/V2->V3的这种攻击方式，可以完成V3攻击，但不会触发kernel能感知的页面异常，我们称之为V3c组合攻击。V3c组合攻击的发现意味着A2攻击场景下，要抵抗V3攻击，必须要打内核补丁。
3. 攻击的防御与缓解
针对上面的攻击场景，我们把所有可行的解决方案归纳总结到表1里面。其中在云平台上面，升级CPU微码需要VMM的协助，用户在自己的VM里面无法完成，除非VMM特别开放了这个功能。
表1：对虚拟机监控器和操作系统内核的攻击评估和防御方法。“不能*”指的是攻击者无法直接攻击其他进程，但是攻击者可以攻击内核获取数据来间接攻击（这个是A2）。
防护措施都是有成本的，防护方可以根据自己的场景来选择必要的防护措施。
公有云VMM的运营者，应该保障VMM不受恶意攻击，即A1层面的防护是必须要做到的，特别是V2攻击。使用Xen的厂商也要关注V3攻击的防御。
云上租户可以根据自己的需求进行防护。由于A2.V3防护的KPTI补丁有较为明显的性能损耗，所以如果云上租户在同一个VM内部没有数据敏感级别区隔，而且对性能要求较高，那么可以继续使用原始内核。如果云上租户在同一个VM内部有多级数据敏感区隔，而且可执行代码不固定，并能接受额外的性能损耗，那么推荐使用打了安全补丁的内核。
对于普通PC用户，最大的威胁来自于浏览器访问恶意网址以及感染上恶意代码。这些防护与传统PC安全没有太大的区别，及时升级即可。
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