АссистентНовый вопросИсторияОбласти знаний
Партнёрские проектыМатериалы БРЭСпецпроектыСтать автором
Настроить видСменить язык
О РУВИКИ
Ответ на вопрос

Расширения Intel SGX

Pause

Расширения Intel SGX (англ. Intel Software Guard Extensions, SGX) — это набор кодов инструкций для реализации доверенной вычислительной среды, встроенных в некоторые центральные процессоры (CPU) корпорации Intel. SGX позволяет прикладному и системному программному обеспечению определять защищённые приватные области памяти, называемые «анклавами». SGX предназначен для использования в реализации защищённых удалённых вычислений, защищённого веб-сёрфинга и управления цифровыми правами (DRM). Другими вариантами применения являются сокрытие проприетарных алгоритмов и криптографических ключей.

SGX включает в себя шифрование процессором определённой части памяти («анклава»). Данные и код, исходящие из анклава, расшифровываются «на лету» внутри процессора[1], защищая их от изучения или чтения другой программой, включая код, выполняющийся с более высоким уровнем привилегий, например, операционной системой и гипервизорами. Хотя данный механизм позволяет снизить риск многих типов атак, он не защищает от атак через сторонние каналы.

В 2021 году Intel приняла решение о прекращении поддержки SGX в клиентских процессорах Intel Core (включая 11-е, 12-е и 13-е поколения). Однако технология сохранена в серверных решениях (таких как Intel Xeon 6 и Xeon D), где SGX не вытесняется новой технологией Intel TDX, а развивается с ней параллельно[2][3][4].

Технические особенности

SGX впервые был представлен в 2015 году в шестом поколении микропроцессоров Intel Core на базе микроархитектуры Skylake.

Поддержка SGX указывается на уровне процессора через структуру расширенных признаков команды CPUID, бит 02 регистра EBX[5], однако её практическая доступность приложениям требует поддержки SGX в BIOS/UEFI и ручного включения; это не отражается прямо в битах CPUID, что усложняет механизм обнаружения поддержки функции в приложениях.

Эмуляция SGX была добавлена в экспериментальную версию эмулятора системы QEMU в 2014 году[6] (в настоящее время поддержка присутствует в основной ветке). Базовые механизмы виртуализации KVM SGX интегрированы в основную ветку ядра Linux, а для разработки приложений сохраняет актуальность официальный набор инструментов Intel SGX SDK[7][8]. В 2015 году исследователи из Технологического института Джорджии выпустили открытый симулятор под названием OpenSGX[9].

Примером использования SGX в области безопасности стала демонстрационная программа от wolfSSL, реализующая криптографические алгоритмы с применением SGX[10]. Технология также применяется в облачной платформе Microsoft Azure (виртуальные машины DCsv2-Series) для обеспечения конфиденциальных вычислений (Confidential Computing)[11].

Микроархитектура Intel Goldmont Plus (Gemini Lake) также содержит поддержку Intel SGX.

В процессорах Intel Core 11-го (Rocket Lake), 12-го (Alder Lake) и 13-го поколений SGX отмечен как «устаревший» и не поддерживается на клиентских платформах[12][13][14]. При этом аппаратная поддержка технологии сохранена в серверных процессорах, включая архитектуры Sapphire Rapids, Emerald Rapids и Granite Rapids[15]. Прекращение поддержки на клиентских платформах также привело к невозможности воспроизведения дисков Ultra HD Blu-ray на официально лицензированном программном обеспечении, таком как PowerDVD[16][17].

Механизмы аттестации

Методы аттестации Intel SGX претерпели переход от клиентской модели EPID (Intel Attestation Service, IAS) к серверной модели Data Center Attestation Primitives (DCAP). Архитектура DCAP базируется на алгоритме ECDSA и предназначена для дата-центров, позволяя провайдерам создавать собственные службы аттестации без необходимости постоянного обращения к серверам Intel[18]..

Сервис аттестации IAS (EPID) официально прекратил работу 2 апреля 2025 года[19]. Кроме того, 13 мая 2026 года достигли конца жизненного цикла (EOL) версии API v2 и v3 для сервиса предоставления сертификатов (Provisioning Certificate Service, PCS)[20].

Перечень уязвимостей SGX

Атака Prime+Probe

27 марта 2017 года исследователи из Технического университета Граца (Австрия) разработали прототип атаки, позволяющий извлечь ключи RSA из анклавов SGX, выполняемых на той же системе, в течение пяти минут, используя определённые инструкции процессора вместо точного таймера для эксплуатации сайд-каналов через кэш-память и DRAM[21][22]. Одной из контрмер, опубликованных Даниэлем Груссом с соавторами на симпозиуме USENIX Security в 2017 году, является использование аппаратных транзакций для защиты кэша[23]. Также была предложена компиляторная контрмера DR.SGX[24].

Атаки, подобные Spectre

Группа LSDS из Имперского колледжа Лондона продемонстрировала прототип атаки, в которой уязвимость спекулятивного выполнения Spectre была адаптирована для атаки анклава SGX[25]. Атака Foreshadow, опубликованная в августе 2018 года, использует спекулятивное выполнение и переполнение буфера для обхода защиты SGX[26]. Для данной уязвимости (также известной как L1 Terminal Fault) были опубликованы официальные рекомендации и меры по смягчению 14 августа 2018 года и обновлены 11 мая 2021 года[27].

Атака через анклав

8 февраля 2019 года исследователи из Технического университета Граца опубликовали результаты, показавшие, что в некоторых случаях возможно исполнение вредоносного кода внутри самого анклава[28]. Эксплойт включает просканирование памяти процесса для восстановления полезной нагрузки, после чего осуществляется запуск кода на системе. Исследование отмечает, что из-за конфиденциальности и защиты анклава антивирусное ПО не может обнаружить или удалить подобное вредоносное ПО. Intel заявила, что данная атака выходит за рамки модели угроз SGX и рекомендовала запускать только доверенный код.

Атака MicroScope

Среди множества атак через сторонние каналы MicroScope выделяется возможностью злоумышленника с помощью специально подготовленной ОС воспроизводить части кода анклава произвольное количество раз, что позволяет реализовать десятки атак такого рода вне зависимости от структуры программы[29]. В июле 2022 года Intel подготовила патч для Linux (AEX-Notify), позволяющий разработчикам анклавов SGX реагировать на подобные события[30]. К августу 2026 года был обнаружен метод обхода защиты AEX-Notify с помощью атаки AEX-NStep, позволяющей извлечь ключ ECDSA из защищённого анклава SGX[31].

Plundervolt

Исследователям безопасности удалось внедрить тайминговые ошибки в выполнение кода в анклаве, что привело к утечке информации. Атака может быть реализована удалённо, но требует привилегированного доступа к управлению электропитанием и частотой процессора[32]. Уведомления о данной уязвимости (CVE-2019-11157) были опубликованы 14 августа 2018 года, далее обновлены 20 марта 2020 года[33].

LVI

Атака Load Value Injection (LVI)[34] использует внедрение значений для подмены читаемых из памяти данных, которые используются программой в течение короткого времени до отката («rollback»); в этот момент злоумышленник получает контроль над потоками исполнения и данными. Официальное уведомление и меры по смягчению были выпущены 10 марта 2020 года и обновлены 11 мая 2021 года[35].

SGAxe

Уязвимость SGAxe[36], опубликованная в 2020 году, расширяет атаку спекулятивного выполнения на кэш[37] и позволяет атакующему получить содержимое анклава. Это обеспечивает доступ к внутренним процессорным ключам для удалённой аттестации. Тем самым злоумышленник может подделать идентификацию устройств Intel, подписывая произвольные аттестационные запросы. Соответствующая публикация по уязвимости под кодификатором CVE-2020-0549 появилась 27 января 2020 года и обновлена 11 мая 2021 года[38].

ÆPIC leak

В 2022 году исследователи выявили уязвимость в расширенном программируемом прерывателе (APIC), позволяющую злоумышленнику с root- или admin-доступом получать криптографические ключи, анализируя обмен данными между кэш-памятью L1/L2 и APIC[39]. Это первая известная архитектурная уязвимость в процессорах x86, отличающаяся от таких атак как Spectre и Meltdown, использующих шумные сторонние каналы[40][41]. Уязвимость затрагивает процессоры Intel Core 10-го, 11-го, 12-го, 13-го и 14-го поколений и Xeon Ice Lake, при этом для 13-го и 14-го поколений применяется программное исправление.

Извлечение приватного ключа

Подпись кода формируется приватным ключом, который хранится только в анклаве и закодирован с помощью «fuse»-элементов (плавких перемычек) на кристалле чипа. Считалось, что ключ не может быть извлечён, поскольку зашит физически, однако исследователи Марк Ермолов, Максим Горячий и Дмитрий Скляров опровергли безусловную доверенность SGX: им удалось программно извлечь мастер-ключи (Root Provisioning Key и Root Sealing Key) через микрокод на устаревших архитектурах (Goldmont, Gemini Lake), опубликовав инструмент на https://github.com/chip-red-pill/glm-ucode#[42].. В марте 2025 года стало известно об успешном извлечении ключа шифрования FEK, что позволяет расшифровать корневые ключи, однако данная атака невозможна на системах с актуальными обновлениями прошивки. В 2026 году компания Intel выпустила предупреждение безопасности, касающееся уязвимостей в старых реализациях технологии на процессорах архитектуры Gemini Lake[43]..

Отказ в обслуживании (DoS)

В феврале 2025 года была выявлена уязвимость CVE-2024-36293, связанная с неправильным контролем доступа в функции EDECCSSA для некоторых процессоров с Intel SGX. Она позволяет аутентифицированному пользователю вызвать отказ в обслуживании (DoS) при локальном доступе; для её устранения компания Intel выпустила обновление микрокода.

SGX и вредоносное ПО

Долгое время велись дискуссии, может ли SGX способствовать созданию труднообнаружимого вредоносного ПО. Исследование Оксфордского университета, опубликованное в октябре 2022 года[44], рассмотрело плюсы и минусы злоупотребления SGX при разработке вредоносного ПО. Авторы заключили, что при наличии кратковременных уязвимостей в экосистеме SGX концепция доверенных вычислений не делает вредоносные программы более опасными по сравнению с традиционными вариантами и не способствует существенному совершенствованию вредоносного ПО. В период до 2026 года не было зафиксировано подтверждённых случаев использования Intel SGX для скрытия вредоносного ПО в реальных условиях (in-the-wild), включая криптомайнеры и программы-вымогатели. Это подтверждает выводы исследователей о том, что использование аппаратных анклавов для подобных атак лишено практического смысла для злоумышленников[45][46].

Примечания

  1. ↑ Researchers Use Intel SGX To Put Malware Beyond the Reach of Antivirus Software - Slashdot. it.slashdot.org (12 февраля 2019). Дата обращения: 27 августа 2026. Архивировано 26 октября 2021 года.
  2. ↑ Is Intel SGX supported in 13th gen Intel processors? community.intel.com. Intel. Дата обращения: 27 августа 2026.
  3. ↑ Intel TDX and SGX Requirements. openmetal.io. OpenMetal. Дата обращения: 27 августа 2026.
  4. ↑ SGX vs TDX. github.com. Дата обращения: 27 августа 2026.
  5. ↑ Intel Architecture Instruction Set Extensions Programming Reference. intel.com. Дата обращения: 28 сентября 2015. Архивировано 28 сентября 2015 года.
  6. ↑ Intel SGX Emulation using QEMU. tc.gtisc.gatech.edu. Дата обращения: 27 августа 2026. Архивировано 10 августа 2024 года.
  7. ↑ KVM SGX. GitHub. Intel. Дата обращения: 27 августа 2026.
  8. ↑ SGX Support. QEMU Documentation. Дата обращения: 27 августа 2026.
  9. ↑ sslab-gatech/opensgx. GitHub. Дата обращения: 27 августа 2026. Архивировано 11 июня 2018 года.
  10. ↑ wolfSSL At IDF. wolfssl (11 августа 2016). Дата обращения: 27 августа 2026. Архивировано 27 сентября 2017 года.
  11. ↑ Microsoft Azure enables confidential computing with Intel SGX. Intel Community. Дата обращения: 27 августа 2026.
  12. ↑ 11th Generation Intel Core Processor Datasheet. Дата обращения: 27 августа 2026.
  13. ↑ 12th Generation Intel Core Processors Datasheet. Дата обращения: 27 августа 2026.
  14. ↑ Is Intel SGX supported in 13th gen Intel processors? Intel Community. Дата обращения: 27 августа 2026.
  15. ↑ Intel TDX and SGX Requirements. OpenMetal. Дата обращения: 27 августа 2026.
  16. ↑ Intel прекращает поддержку UHD Blu-ray в новых чипах. whathifi (21 января 2022). Дата обращения: 27 августа 2026. Архивировано 22 марта 2023 года.
  17. ↑ CyberLink Support Center. www.cyberlink.com. Дата обращения: 27 августа 2026. Архивировано 13 сентября 2025 года.
  18. ↑ Introduction to SGX. Gramine Documentation. Дата обращения: 27 августа 2026.
  19. ↑ IAS End of Life Announcement. Intel Community. Дата обращения: 27 августа 2026.
  20. ↑ Intel SGX PCS API versions 2 and 3 EOL Timeline Extension. Intel Community. Дата обращения: 27 августа 2026.
  21. ↑ Boffins show Intel's SGX can leak crypto keys, The Register (7 марта 2017). Архивировано 11 июля 2019. Дата обращения: 27 августа 2026.
  22. ↑ Schwarz, Michael; Weiser, Samuel; Gruss, Daniel; Maurice, Clémentine & Mangard, Stefan (2017), Malware Guard Extension: Using SGX to Conceal Cache Attacks, arΧiv:1702.08719 [cs.CR]. 
  23. ↑ Strong and Efficient Cache Side-Channel Protection using Hardware Transactional Memory. USENIX (16 августа 2017). Дата обращения: 27 августа 2026. Архивировано 27 июля 2020 года.
  24. ↑ Brasser, Ferdinand; Capkun, Srdjan; Dmitrienko, Alexandra; Frassetto, Tommaso; Kostiainen, Kari; Müller, Urs; Sadeghi, Ahmad-Reza (28 сентября 2017). DR.SGX: Hardening SGX Enclaves against Cache Attacks with Data Location Randomization. ACSAC '19: Proceedings of the 35th Annual Computer Security Applications Conference December 2019. pp. 788—800. arXiv:1709.09917. DOI:10.1145/3359789.3359809. S2CID 19364841.
  25. ↑ Sample code demonstrating a Spectre-like attack against an Intel SGX enclave. (19 декабря 2021). Дата обращения: 27 августа 2026. Архивировано 7 мая 2020 года.
  26. ↑ Peter Bright - Jul 10, 2018 9:00 pm UTC. New Spectre-like attack uses speculative execution to overflow buffers. Ars Technica (10 июля 2018). Дата обращения: 27 августа 2026. Архивировано 23 ноября 2018 года.
  27. ↑ CVE - CVE-2018-3615. cve.mitre.org. Дата обращения: 27 августа 2026. Архивировано 17 октября 2022 года.
  28. ↑ Schwarz, Michael; Weiser, Samuel & Gruss, Daniel (8 февраля 2019), Practical Enclave Malware with Intel SGX, arΧiv:1902.03256 [cs.CR]. 
  29. ↑ Skarlatos, Dimitrios. MicroScope // Proceedings of the 46th International Symposium on Computer Architecture : [англ.] / Dimitrios Skarlatos, Mengjia Yan, Bhargava Gopireddy … [et al.]. — Phoenix, Arizona : ACM Press, 2019. — P. 318–331. — ISBN 978-1-4503-6669-4. — doi:10.1145/3307650.3322228.
  30. ↑ [PATCH] x86/sgx: Allow enclaves to use Asynchrounous Exit Notification. lore.kernel.org. Дата обращения: 17 октября 2022. Архивировано 17 октября 2022 года.
  31. ↑ AEX-NStep: Bypassing AEX-Notify Protection in SGX. computer.org. Дата обращения: 27 августа 2026.
  32. ↑ Plundervolt steals keys from cryptographic algorithms (амер. англ.). Rambus Blog (11 декабря 2019). Дата обращения: 27 августа 2026. Архивировано 23 октября 2021 года.
  33. ↑ CVE - CVE-2019-11157. cve.mitre.org. Дата обращения: 27 августа 2026. Архивировано 24 мая 2025 года.
  34. ↑ LVI: Hijacking Transient Execution with Load Value Injection. lviattack.eu. Дата обращения: 27 августа 2026. Архивировано 1 января 2022 года.
  35. ↑ CVE - CVE-2020-0551. cve.mitre.org. Дата обращения: 27 августа 2026. Архивировано 16 июля 2020 года.
  36. ↑ SGAxe. sgaxe.com. Дата обращения: 27 августа 2026. Архивировано 10 июня 2020 года.
  37. ↑ CacheOut. cacheoutattack.com. Дата обращения: 27 августа 2026.
  38. ↑ CVE - CVE-2020-0549. cve.mitre.org. Дата обращения: 27 августа 2026. Архивировано 28 января 2020 года.
  39. ↑ Intel SGX: Not So Safe After All, ÆPIC Leak (амер. англ.). The New Stack (16 августа 2022). Дата обращения: 27 августа 2026. Архивировано 29 августа 2022 года.
  40. ↑ Wilson, Jason R. ÆPIC Leak is an Architectural CPU Bug Affecting 10th, 11th, and 12th Gen Intel Core CPUs (амер. англ.). Wccftech (11 августа 2022). Дата обращения: 27 августа 2026. Архивировано 29 августа 2022 года.
  41. ↑ ÆPIC Leak. aepicleak.com. Дата обращения: 27 августа 2026. Архивировано 29 августа 2022 года.
  42. ↑ Russian researcher claims Intel's SGX coughs up root key. The Register (27 августа 2024). Дата обращения: 27 августа 2026.
  43. ↑ Intel SGX Trusted Execution Gemini Lake Security Warning. Igor's Lab. Дата обращения: 27 августа 2026.
  44. ↑ Küçük, Kubilay Ahmet; et, al. SoK: How 'Not' to Architect Your Next-Generation TEE Malware. Hardware and Architectural Support for Security and Privacy (HASP) 2022 (октябрь 2022). Дата обращения: 17 апреля 2023. Архивировано 21 апреля 2023 года.
  45. ↑ Применение Intel SGX для скрытия вредоносного ПО не зафиксировано. Oxford University Research Archive. Дата обращения: 27 августа 2026.
  46. ↑ RansomClave project uses Intel SGX enclaves for ransomware attacks. The Record Media. Дата обращения: 27 августа 2026.

Литература

Ссылки

Категории

Pause