吳明宜德國研究人員發現一重大安全漏洞可能使搭載 Xilinx FPGA 晶片的物聯網或工控系統遭駭以竊取機密資訊。目前唯一避免被駭的方法是換掉問題 FPGA 晶片。
魯爾大學 Horst Görtz IT 安全研究院及 Max Planck 安全與隱私研究院研究人員上周發佈研究發現，名為 Starbleed 的漏洞可讓攻擊者從現場或遠端修改組態檔來改寫 Xilinx FPGA 晶片，使數百萬台使用該晶片的關鍵連網裝置有被駭，甚至接管之虞。
FPGA（現場可程式化邏輯閘陣列，Field Programmable Gate Array）晶片是一種可在製造後在生產現場編寫程式的整合晶片。一般認為 FPGA 安全性高，被廣泛用於生產控制系統（ICS）、雲端資料中心、行動基地台、醫療裝置和航空系統。
FPGA 晶片和傳統晶片相比，最大優點在於它的可再編寫性（reprogrammability），這意思是用戶可以載入他們自訂的組態由 FPGA 執行．這組組態稱為 bitstream，通常是加密儲存在外部媒介，如 SRAM 非揮發記憶體，或是外部微控制器的韌體中。
研究人員 Christof Paar 教授解釋，FPGA 晶片利用 SHA-256 的 HMAC 演算法加密 bitstream，並以 CBC-AES-256 演算法提供加密防護。但是 Starbleed 漏洞讓駭客得以破解 bitstream 加密，修改儲存其中的程式，並載入惡意程式碼。
研究團隊測試了市場上最大 FPGA 供應商 Xilinx 銷售的晶片，顯示 Xilinx FPGA 7（Spartan, Artix, Kintex 和 Virtex）及 6 系列（Virtex）都受到 Starbleed 影響。
在其實驗中，研究人員成功破解 Xilinx 7 系列的 bitstream 加密，6 系列則部份解密。
一旦成功開採 Starbleed 漏洞，攻擊者可以取得 bitstream 中的產業智財、或是在 FPGA 中植入硬體木馬程式。
進行攻擊時，駭客必須要能接觸到 FPGA JTAG 連接埠，但如果 FPGA bitstream 是由微控制器或由其他網路來源，如網際網路或內部網路載入的話，則駭客可以攻擊來源，而無需來到晶片裝置處。
此外，研究人員還指出，和現有 Xilinx bitstream 的攻擊相比，Starbleed 攻擊更為便宜。現有 7 系列的 bitstream 加密攻擊都是實體攻擊（如旁路分析或光纖非接觸式探測），這都需要昂貴的設備、耗時，也要有相當的技術，還要碰得到 FPGA 晶片。但 Starbleed 攻擊僅需找到 JTAG 或 SelectMAP 介面，這容易得多，而且還能遠端執行。
研究團隊相信，目前 Starbleed 漏洞還沒有解法，因為 bitstream 加密只能在硬體上執行，也需要修改 FPGA 晶片的設計。因此換掉 FGPA 是目前唯一方法。
德國研究人員去年 9 月通報 Xilinx，後者證實這項漏洞。不過 Xilinx 表示，這項攻擊相當複雜，且需要攻擊者接近 FPGA 晶片，因而降低了其危險性。但 Xilinx 仍然提醒採取防範措施，確保 FPGA 元件及相關除蟲、組態連接埠的安全性。此外，該公司最新一代的 Xilinx UltraScale 架構的產品已沒有這項風險。
來源：ZDNet