G.O.S.S.I.P阅读推荐2026-04-17英伟达之惊叹

admin 2026-04-24 06:19:55 网络安全文章 来源:ZONE.CI 全球网 0 阅读模式

文章总结: 三篇论文利用Rowhammer攻击GPU显存实现从GPU到CPU的提权攻击,其中GPUBreach在IOMMU开启状态下完成完整攻击链,GDDRHammer和GeForge通过篡改页表项实现内核任意内存读写。研究揭示GDDR6显存存在安全缺陷,但攻击仅对NVIDIARTXA6000等特定型号有效,且稳定性受硬件差异影响。论文提供攻击代码并指出需强化GPU内存保护机制。 综合评分: 85 文章分类: 漏洞分析,硬件安全,攻击技术,威胁情报,实战经验


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2026年4月17日 20:26 上海

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在古早的动画片《圣斗士星矢》中,有一个非常非常厉害的招式“雅典娜之惊叹(Athena Exclamation)”,看过动画片的老同学们应该都知道这个招式的威力。今年的IEEE S&P上,安全研究人员在面对AI的威胁时,总算想到了还手:来自多伦多大学、北卡教堂山分校、普渡大学、佐治亚理工、Clemson大学、Rochester大学等机构的研究人员贡献的三篇论文形成三位一体之势,爆出了针对英伟达GPU(或者把锅甩给三星?)的Athena Exclamation,誓要将老黄的战争武器撕成碎片!

关于这三篇论文的背景,看题目就可以追溯到两条主线:一条是经典的内存破坏漏洞及利用,另一条则是最近几年非常火热的Rowhammer攻击。关于这些背景知识,大家可以去看看我们的历史推送。反正你只需要知道基本的策略:利用Rowhammer让GPU上的显存产生错误,然后一步一步 ~~把大象塞进冰箱~~ 完成复杂的内存攻击和提权攻击即可。我们不妨先从GPUBreach: Privilege Escalation Attacks on GPUs using Rowhammer这篇论文讲起,因为它号称在三篇论文中能够实现最宽泛的攻击(见下表,能在IOMMU开启的情况下完成从GPU到CPU的攻击链并实现提权):

关于这个攻击,首先可以参考GPUBreach这篇论文的研究组在USENIX Security 2025上的前序论文GPUHammer(也被认为是第一篇系统性研究GPU显存的Rowhammer问题的论文),因为所有的Rowhammer攻击都需要去想办法精确控制内存翻转的位置(否则没有什么攻击的意义了)。这里面通常用到的技巧包括对内存布局的研究(比如通过分析驱动程序来理解物理内存的使用)、耗尽(其他)物理内存以缩小攻击范围等等。

当然,我们之所以在今天推荐这几篇文章,其中一个原因是GPUBreach这个研究承诺在4月17日(也就是今天)公开论文和代码(在GPUBreach网站上说“The reproduction package and scripts will be available soon on GitHub: https://github.com/sith-lab/gpubreach after April 17”),不过截止到我们发稿的时候,还没有看到内容,请大家以朝阳区群众雪亮的眼睛监督作者及时公开材料!!!目前在GPUBreach网站上只有一个视频,大家可以先观看一下:

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GPUBreach研究中包含了两个方面的亮点:第一个是他们针对页表项(Page Table Entry,PTE)进行Rowhammer攻击的精确控制,虽然论文没放出来,但是网站上有一些基本的介绍:

第二个亮点是作者宣称实现了一条完整的从GPU到CPU再到内核提权的攻击链,甚至在开启了IOMMU的情况下(IOMMU会限制GPU和CPU的内存共享)也能实现攻击,这其中必然用到了一些trick,让我们期待论文的公开!


尽管GPUBreach还没开放,另外两篇研究工作GDDRHammer:Greatly Disturbing DRAM Rows — Cross-Component Rowhammer Attacks from Modern GPUs 和 GeForge: Hammering GDDR Memory to Forge GPU Page Tables for Fun and Profit 目前已经可以公开访问,我们也继续看看这两篇论文的细节

https://gddr.fail/files/gddrhammer.pdf https://gddr.fail/files/GeForge.pdf

我们首先关注三篇论文的共同之处:它们都是利用Rowhammer攻击去针对GPU的page-table,主要的不同在于对GPU实施攻击(执行GPU侧的任意内存读写)之后,继续攻击CPU这一侧使用的方法的差异(又变成了exp利用大赛,AI这时候是不是有话说)。GDDRHammer研究的主要亮点之一就是号称比以前的工作(对,就是GPUHammer)能够多产生差不多64倍的内存翻转效果,当然在今天之前,它也号称是全球第一个GPU-to-CPU Rowhammer exploit~ 关于内存翻转攻击这个部分我们就不详细介绍了,大家可以去看看论文,今天重点介绍一下所谓的“Hijacking CPU Memory Via the GPU”攻击。

实际上这种从一个外来domain去攻击kernel内存的想法在TEE时代就经常看到,由于内核需要和TEE通信,常见的做法是内核这边开辟一块共享内存,然后把内存的地址丢给TEE让它去写,如果攻击者能把这个地址劫持了,让TEE去修改本来不应该修改的内存(注意,在TEE那边对内存进行处理是不受内核权限访问控制的),就可以实现攻击。而GPU-to-CPU攻击的想法也差不多,先把GPU这边的页表给改掉(用Rowhammer),让特定的高权限GPU显存页面可以被普通的GPU进程(“进程”这个词不太准确)代码访问,然后攻击者就直接去访问自己的PTE页面了。更重要的是,显存的PTE表项里面有一个“APERTURE”参数,代表了这个页面指向的是GPU还是CPU的内存(显然是在没有IOMMU的保护下,CPU和GPU之间实现了统一内存访问了),那么攻击者改掉这个参数,再改掉PTE里面的物理地址,就可以很方便地实施针对内核的任意内存读写了(太简单了是不是~)

和GDDRHammer研究相比,GeForge这个研究的思路几乎是一样的(幸好两篇论文一起投稿了),最后的攻击除了对显存中的一些敏感信息(比如模型数据)的提取,也有一个针对内核的任意内存读写攻击,所以两篇论文放在一起读,审稿人显然是节省了很多工作量(不过也并没有多加两个鸡腿,都是义务劳动)。大家可以自己去找找两篇论文中的一些差异,细节里面有很多有趣的内容。


最后我们想说一下,这三篇论文都有一个比较大的问题,那就是针对GPU的Rowhammer攻击到底是不是一种稳定的攻击方式?首先所有论文都集中针对了特定型号的老黄家显卡——NVIDIA RTX A6000(注意,这不是RTX 6000!)以及它们使用的GDDR6显存。GDDRHammer的作者说他们测试了搭载了GDDR6x的ADA RTX 6000(注意,下表是作者的typo,实际上并没有什么ADA RTX A6000,这里要给论文扣一分),发现并没有办法产生Rowhammer攻击。

而GeForge的作者测试了其他的一些显卡(RTX 3080、RTX 4060、RTX 4060 Ti、RTX 5050,其中除了3080用的是GDDR6X显存,其他都用了GDDR6显存),结果发现除了RTX A6000之外,只有RTX 3060会受Rowhammer攻击的影响,其余的显存根本产生不了比特翻转。

这就让我们产生了一点点疑问:在PC DIY时代,对硬件的评测大家都知道是很难做到公平的,因为你测试的那块样品和玩家们手上的设备可能存在亿点点差异,更不要说测试的机器(电源、散热)可能也会严重影响各种运行,Chiphell论坛上那些中年富哥天天吵来吵去不是没有道理的。此外,今年是2026年,但RTX A6000(和RTX 3060)是2021年发布的产品,也许从发布到测试这段时间,显卡经历了很多(比如矿潮到矿难)也不一定?


GPUBreach https://gpubreach.ca/ GDDRHammer & GeForge https://gddr.fail/ GPUHammer(USENIX Security 2025的前驱工作) https://gpuhammer.com/


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