英特爾CPU被爆存在重大設(shè)計缺陷，幾乎所有現(xiàn)代CPU，均不能幸免。而修正這一缺陷的補丁軟件會影響到芯片性能，消息傳出后，英特爾股票在周三開市前下跌2%，老對手AMD的股票則在開市前大漲7%，目前，英特爾回應(yīng)稱下周推送軟件和固件解決問題，媒體報道不正確。
1月2日，Google Project Zero 在博客發(fā)文公布了一系列CPU漏洞信息，其中就包括在外網(wǎng)及云計算供應(yīng)商中引起軒然大波的 Meltdown：該漏洞由硬件設(shè)計引發(fā)，在同一物理空間的虛擬用戶A可以任意訪問到另一個虛擬用戶B的數(shù)據(jù)，包括受保護的密碼、應(yīng)用程序密匙等，該漏洞需要進行OS級別修復(fù)，同時將導(dǎo)致嚴重的性能下降。。。
漏洞詳情
Meltdown 技術(shù)可以讀取Linux、Mac OS 的整個物理內(nèi)存和 Windows 的大部分物理內(nèi)存。Linux 內(nèi)核 2.6.32 ~ 4.13.0 的版本以及最新的 Windows 10 均受到影響。
可以讀取其他進程的物理內(nèi)存。即使在使用內(nèi)核共享技術(shù)（例如 Docker, LXC）或者用 Xen 芯片的 paravirtualization 功能制作的沙箱中，也可以讀取內(nèi)核或 hypervisor 內(nèi)存。
影響了大部分從 2010 年開始生產(chǎn)的Intel 芯片。在 ARM 和 AMD 芯片上的實驗沒有成功。
漏洞根本原因是“預(yù)測執(zhí)行”技術(shù)的設(shè)計缺陷。?
漏洞原理
為了提高處理效率，當代處理器內(nèi)嵌有預(yù)測技術(shù)：通過預(yù)測下一條指令，處理器可以填滿內(nèi)部流水線，充分發(fā)揮運作效率。Intel的推測執(zhí)行(Speculative Execution)技術(shù)是業(yè)界標桿水平，行業(yè)內(nèi)所有公司都在向Intel靠攏，但是這個漏洞說明Intel的推測性執(zhí)行在芯片內(nèi)部的訪存執(zhí)行單元Load/Store Unit和重排序緩沖區(qū)ROB上存在安全檢查漏洞，導(dǎo)致操作系統(tǒng)核心的安全保護出現(xiàn)問題，使得用戶程序可以窺測內(nèi)核數(shù)據(jù)，包括系統(tǒng)訪問歷史記錄，密碼等等隱私，同時會造成KASLR（Kernel Address Space LayoutRandomization，內(nèi)核位址空間布局隨機化）的無效化，導(dǎo)致攻擊者可以推斷出內(nèi)核地址，進而發(fā)動攻擊控制控制整個系統(tǒng)，造成嚴重的安全風(fēng)險。受影響用戶包括服務(wù)器環(huán)境、PC環(huán)境和移動環(huán)境。
該漏洞使得攻擊者可以通過構(gòu)造一段代碼完成如下的利用過程：
使得一句需要訪問受保護內(nèi)存的指令本來永遠無法達到，但是可能因為“預(yù)測執(zhí)行”而提前執(zhí)行。
該代碼根據(jù)受保護的數(shù)據(jù)內(nèi)容不同而訪問內(nèi)存中的不同位置。（例如如果 data 是想破譯的數(shù)據(jù)，那么 prob_array[data*4096] 會根據(jù) data 的不同而訪問不同的內(nèi)存頁）。
芯片發(fā)現(xiàn)權(quán)限不足，因此回滾之前的操作，將狀態(tài)恢復(fù)到那條指令執(zhí)行之前的情況。然而，CPU中的內(nèi)存緩存沒有回滾。
攻擊程序檢測 prob_array 中的每個內(nèi)存頁取回數(shù)據(jù)的時間。如果某內(nèi)存頁的取回時間很短，說明該頁在緩存中，是之前剛剛訪問過的頁面。從這個頁面的下標就可以推斷出 data 是什么。
如何修復(fù)
目前該漏洞的解決方案方案只有兩個：進行OS級別修復(fù)或者購買重新設(shè)計的CPU。至關(guān)重要的一點是，OS級別的修補措施會對 Linux 和 Windows 系統(tǒng)在Intel 處理器上的運行性能造成影響。
目前 Linux 系統(tǒng)已經(jīng)修復(fù)該漏洞，采用的方案被稱為內(nèi)核頁表分離。主要功能是通過KPTI（Kernel Page Table Isolation）完全分離系統(tǒng)內(nèi)核與用戶內(nèi)存，讓系統(tǒng)使用另外一個分區(qū)表，使得用戶程序無法訪問系統(tǒng)內(nèi)核。
漏洞具體影響
1、性能影響：
KPTI會導(dǎo)致CPU頻繁地從內(nèi)核模式切換到用戶模式，引發(fā)耗時的TLB緩存刷新，拉低系統(tǒng)效能。根據(jù)初步測試，Intel CPU效能會降低5%-30%，相當于回退1~2代。舉例來說，第八代的酷睿CPU打上補丁后的效能可能低于同檔次的第七代的酷睿CPU。
目前phoronix已對此進行了測試，IO性能幾乎下降了50%，編譯性能下降了接近30%，postgresql和redis也有差不多20%的性能下跌。
2、個人用戶：
對于個人用戶來說，本次漏洞在大部分使用場景下的影響并不嚴重， CPU 性能下降帶來的換機需求除外......
3、云計算服務(wù)商：
本次的漏洞會影響所有的云廠商，包括但是不限于Amazon、Microsoft、Google等巨頭。
如果漏洞被利用，那么在同一物理空間的虛擬用戶A可以任意訪問到另一個虛擬用戶B的數(shù)據(jù)，包括受保護的密碼、應(yīng)用程序密匙等。讓人擔心的是，已經(jīng)有跡象表明有黑客在利用本漏洞攻擊云系統(tǒng)。短期來看，云廠商的服務(wù)成本或有較大提升。
由于云平臺應(yīng)用了大量的虛擬化技術(shù)，這些補丁比針對個人電腦的補丁更為復(fù)雜，由于云廠商的服務(wù)器擁有極高的數(shù)據(jù)吞吐，補丁對服務(wù)器系統(tǒng)效能的影響會比對PC更為嚴重。
目前他們是如何應(yīng)對的？
英特爾CEO科再奇(Brian Krzanich)日前表示，谷歌是第一家向英特爾發(fā)出漏洞警告的公司，谷歌隨后會發(fā)布完整的報告，目前，受影響的各家已經(jīng)行動起來。
微軟公司在聲明中表示：“我們了解到這個影響整個行業(yè)的問題，而且與芯片廠商展開了密切合作，開發(fā)和測試各種方法來保護我們的用戶，我們正在向云服務(wù)中部署解決方案，還發(fā)布了安全更新，這一漏洞會對英特爾、ARM和AMD等公司的硬件產(chǎn)生影響，我們尚未收到任何關(guān)于利用該漏洞攻擊用戶的消息?！?/p>
此外，亞馬遜宣布，旗下云服務(wù)中的彈性計算云系統(tǒng)（EC2）已修補相關(guān)漏洞，剩余的部分將在幾小時內(nèi)被修復(fù)，并提醒用戶需要為操作系統(tǒng)打補丁。
還有業(yè)內(nèi)人物表示，蘋果系統(tǒng)尚不會受到影響，他們早在去年12月的macOS 10.13.2中就已經(jīng)從一定程度上解決了這個問題。
4、運維工程師：
對于運維工程師而言，當務(wù)之急是將Linux系統(tǒng)內(nèi)核升級至最新版，防止即將到來的一大波攻擊。
未來一段時間服務(wù)器性能下降不可避免，運維工程師需要提前做好準備。
最后，附上英特爾的聲明全文：
英特爾和其他科技公司已經(jīng)了解了新的安全研究結(jié)果，其中描述了一些軟件分析方法。一旦遭到惡意使用，這些方法就有可能地從正常運轉(zhuǎn)的計算設(shè)備中不當收集敏感數(shù)據(jù)。英特爾認為這些漏洞不會破壞、修改或刪除數(shù)據(jù)。
最近有報道稱，這些漏洞是由專屬于英特爾產(chǎn)品的“漏洞”或“缺陷”造成的。這種說法并不正確。從目前為止的分析來看，許多類型的計算設(shè)備（包括采用許多不同供應(yīng)商提供的處理器和操作系統(tǒng)的設(shè)備）都很容易受到這些問題的影響。
英特爾致力于提升產(chǎn)品和客戶的安全，并與包括AMD、ARM和多家操作系統(tǒng)供應(yīng)商在內(nèi)的許多其他科技公司密切合作，以開發(fā)一種全行業(yè)的方法來迅速而有建設(shè)性地解決這個問題。英特爾已經(jīng)開始提供軟件和固件升級，以減輕這些漏洞的影響。與一些報告相反，任何性能影響都取決于工作負載，對于普通的計算機用戶來說，感受應(yīng)該并不明顯，而且會隨著時間的推移而減輕。
英特爾致力于以業(yè)內(nèi)最負責(zé)任的做法來披露潛在安全問題，這也是英特爾與其他供應(yīng)商計劃在下周公布更多的軟件和固件更新的原因。然而，由于目前的媒體報道不夠準確，所以英特爾公司選擇在今天發(fā)表這一聲明。
請與您的操作系統(tǒng)供應(yīng)商或系統(tǒng)制造商聯(lián)系，并盡快使用任何可用的更新。遵循良好的安全習(xí)慣，全面防范惡意軟件，也有助于在獲得更新之前防止可能出現(xiàn)的問題。
英特爾相信，我們的產(chǎn)品是世界上最安全的產(chǎn)品，而在合作伙伴的支持下，目前針對該問題出臺的解決方案也為客戶提供了最好的安全保障。
