Investigadores de la Universidad de Toronto lograron reducir de casi 22 horas a apenas 1,1 minutos el tiempo necesario para encontrar un bit vulnerable en GPU Nvidia usadas en infraestructura de IA. (Fuente: BleepingComputer)
Un ataque de tipo Rowhammer recién revelado, llamado GPUThor, puede sortear las protecciones de código de corrección de errores (ECC) en GPU de Nvidia, habilitando ataques de denegación de servicio (DoS) y escalamiento de privilegios a nivel root. En un paper publicado por la Universidad de Toronto, los investigadores dicen que GPUThor logra tasas de inversión de bits mucho más prácticas que conceptos anteriores como su propio GPUHammer o GPUBreach, que habían quedado obsoletos después de que se introdujera el ECC.
El ataque se demostró contra GPU de estación de trabajo Nvidia de clase Ampere con memoria GDDR6, incluidas las RTX A4000, RTX A4500, RTX A5000 y RTX A6000, todas ampliamente usadas en infraestructura de IA y nube.
Rowhammer es el nombre de una clase de ataques donde se accede repetidamente a filas de memoria de una forma que aumenta la probabilidad de que se inviertan bits en regiones de memoria vecinas, cambiando su estado de uno a cero o viceversa. Esto puede generar corrupción de datos y riesgos de seguridad, y dado que el entrenamiento de modelos de IA depende fuertemente del poder de las GPU, un ataque Rowhammer exitoso podría tener un impacto devastador en la precisión de un modelo.
Para mitigar los riesgos de este tipo de ataque, Nvidia usa medidas como el ECC SECDED, para corregir errores de un solo bit y detectar errores de doble bit dentro de bloques de memoria monitoreados. Sin embargo, los investigadores de Toronto ajustaron GPUThor para que su martilleo siga un patrón no uniforme, a una velocidad que evita activar las mitigaciones de Actualización de Fila Objetivo de la memoria GDDR6, aprovechando dos comportamientos no documentados del GPU: cómo se combinan las solicitudes de memoria repetidas y con qué frecuencia se activa esa mitigación.
Los investigadores dicen que, comparado con conceptos de ataque anteriores, este ajuste genera 6,6 veces más activaciones de filas agresoras, y logra entre 72.000 y 377.000 inversiones por GB en las GPU probadas sin protección ECC, resultados entre 4.548 y 23.597 veces más altos que GPUHammer, su ataque anterior, y que se acercan a las tasas de inversión de bits que logran ataques Rowhammer de CPU potentes como Blacksmith. Con las tasas de inversión de bits de GPUThor, encontrar una inversión de bit explotable es posible en aproximadamente 1,1 minutos, comparado con las 21,9 horas que tomaba con GPUHammer.
Con el ECC habilitado, GPUThor generó 387 errores de doble bit que el ECC detecta pero no puede corregir, y dos errores de triple bit, que el ECC reparó incorrectamente, resultando en corrupción de datos. Más allá del DoS, el ataque más interesante es la escalada de privilegios a nivel root, que los investigadores dicen que es posible corrompiendo las tablas de páginas de la GPU, dándole a un programa CUDA sin privilegios acceso arbitrario a la memoria y abriendo una shell root en el sistema anfitrión.
Los investigadores reportaron sus hallazgos a Nvidia el 29 de abril, y el 21 de agosto la compañía publicó un aviso con lineamientos. Nvidia recomienda habilitar tanto SYS-ECC como aislamiento IOMMU/DMA, monitorear la telemetría de errores de la GPU y restringir el uso compartido o la ejecución de cargas de trabajo no confiables.
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