软件与服务行业:Intel处理器曝高危漏洞,系统补丁将大幅降低运行速度

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    昨日,外媒发表文章,指出 Intel处理器存在芯片级高危漏洞,恶意程序可以利用此漏洞,绕开目前操作系统的防护,直 接访问系统内核及其他系统区域,控制操作系统,获取用户信息。该漏洞已经存在多年,涉及Intel 近年来发布的所有处理器,且漏洞存在于芯片底层,无法通过Microcode 方式修复,而必须在操作系统层面进行修复。然而,目前的修复方案会带来严重的性能问题,Intel 处理器的性能恐下降5%-30%。

    评论:

    预测技术,Intel 成也萧何败也萧何

    为了提高处理效率,当代处理器内嵌有预测技术:通过预测下一条指令,处理器可以填满内部流水线,充分发挥运作效率。Intel 的推测执行(Speculative Execution)技术是业界标杆水平,行业内所有公司都在向Intel 靠拢,但是这个漏洞说明Intel 的推测性执行在芯片内部的访存执行单元Load/Store Unit 和重排序缓冲区ROB 上存在安全检查漏洞,导致操作系统核心的安全保护出现问题,使得用户程序可以窥测内核数据,包括系统访问历史记录,密码等等隐私,同时会造成KASLR(Kernel Address Space Layout Randomization,内核位址空间布局随机化)的无效化,导致攻击者可以推断出内核地址,进而发动攻击控制控制整个系统,造成严重的安全风险。受影响用户包括服务器环境、PC环境和移动环境。 在Linux 的源代码和邮件列表中显示,一开始的补丁也囊括了AMD CPU,但是AMD 公司的工程师主动进行了修正,声明AMD 的处理器不受影响并且要求取消了对AMD的补丁,目前这个补丁仅在Intel CPU 上生效。

    操作系统厂商纷纷发布补丁尝试修复此漏洞,但补丁会对性能造成严重影响

    本次漏洞无法在芯片层面得到修复,修复只能在操作系统层面进行(或重新购买CPU)。微软预计本周四会推送补丁, 且补丁已经包含在去年年底的Windows Insider 版本中。苹果的MacOS 也未能幸免,需要进行相应的修补工作。 本次补丁的主要功能是通过KPTI(Kernel Page Table Isolation)完全分离系统内核与用户内存,让系统使用另外一个分区表,使得用户程序无法访问系统内核。但是,KPTI 会导致CPU 频繁地从内核模式切换到用户模式,引发耗时的TLB 缓存刷新,拉低系统效能。根据初步测试,Intel CPU效能会降低5%-30%,相当于回退1~2代。举例来说,第八代的酷睿CPU打上补丁后的效能可能低于同档次的第七代的酷睿CPU。

    Intel 善后花费巨大

    综合专家看法,我们认为,研发方面,Intel 修复本漏洞需要组织工程师Review 几十万行RTL 源码来确认问题所在,而发现问题后的问题解决过程将耗费更多的人力物力:我们预计Intel至少需要花费几个月的时间才能提出可行的解决方案, 并做完初步测试,而采用新方案的芯片的性能将会是一个未知数;商务方面,Intel 需要安抚各大客户的情绪,特别是采 购了大量Intel CPU的云厂商,以防新增订单向AMD的转移,同时,对于已有的服务器设备,Intel 需要与厂商一起研发解决方案堵住漏洞;品牌形象方面,Intel 的高端形象无疑会遭受重创,建立品牌认知将花费较长的时间。 2016 年,Intel 花费了127 亿美元用于研发。假设其中10%用于CPU 研发,本次漏洞造成Intel CPU性能的回退至少给Intel 带来了12.7 亿美元的损失(相当于研发产生的性能提升被抹掉),而整体的善后成本在考虑修复成本、商务成本、品牌重建、市场竞争等因素后或将超过25 亿美元。

    云厂商面临巨大压力,云服务成本或有较大提升

    本次的漏洞会影响所有的云厂商,包括但是不限于Amazon、Microsoft、Google 等巨头。云厂商只要使用Intel CPU, 就需要通过补丁进行系统加固。然而,由于云平台应用了大量的虚拟化技术,这些补丁比针对个人电脑的补丁更为复杂, 由于云厂商的服务器拥有极高的数据吞吐,补丁对服务器系统效能的影响会比对PC更为严重。 Microsoft Azure 将于1月10 日进行维护和重启,据称跟本漏洞有关;AWS 也发送了通知邮件声称本周五将进行重大安全更新。让人担心的是,已经有迹象表明有黑客在利用本漏洞攻击云系统。我们认为短期来看,云厂商的服务成本或有较大提升。

    利好非Intel 的芯片和主机厂商,A股公司中科曙光最大利好,华胜天成和浪潮信息也将受益

    AMD 的处理器不受本漏洞影响。我们预测,本次事件过后,会有越来越多的云厂商/服务器厂商选用非Intel 处理器,同属X86 架构的AMD 处理器迁移成本最低,受益显著。同时基于长期的潜在影响,ARM架构、Power 架构的处理器和主机也将受益。