2017年旧文,略作修改,排版重发。
写在前面
虽然作者进入芯片行业已经十几年了,然而写下这个题目的时候内心还是十分忐忑。就像作为泛IT
人士经常被别人要求推荐一款值得买的手机、电脑一样,这些买买买本来都是营销专业范畴的事儿,找一个搞技术的来问实在是有点儿驴唇不对马嘴。
不过,如果到了618、双十一,各大电商的营销套路层出不穷,即便真的是市场营销专业的人,估计也明白不到哪儿去。不信?来,看看下面这个问题。
回到芯片后门,这其实算是一个安全领域的事情,只是碰巧和芯片的设计制造搭上点儿边而已。文章这事儿,无理搅三分,有理三箩筐。看官您且搂一眼,图个乐呵吧。
曾经的热点
就冲您在拥挤的地铁公交上奋不顾身的掏出手机日理万机的劲头儿,想必也看到过曾经(2017年)爆出的Intel
的芯片后门的新闻了吧?
其实在暴露到公众之前,安全领域已经有许多针对性的研究了。
更有荷兰知名教授、MINIX
操作系统的作者Andrew S.Tanenbaum教授
在其个人网站向Intel
发出的公开信,其中更是相当直白的指出(下图中红色框内):如果我当时有怀疑他们(Intel
)可能是要做一个间谍引擎,我当然不会与之合作。。。后面还拿那部著名的小说来做比喻。。。还引用美国宪法第四修正案。。。教授把自己从Intel
这个丑闻中努力摘清的立场真是相当的鲜明啊!
好吧,身处长城之内的我们就不多说这些不可描述的事情了,让我们从技术角度来八卦一下芯片后门这个事情吧。
热点的背后
就从这个教授说起吧。
Tanenbaum教授
当初为了教学方便,写了个操作系统叫做MINIX
,一种类似UNIX
的操作系统(顾名思义MINI UNIX
)。MINIX
对于大众来说知名度有点不高,不过一说它是Linus
当初开发Linux
的灵感源泉,它就相当了不起了(看官,请您配合发出一声情不自禁的“哦“,要自然哦)。当然它本身也是一款非常棒的操作系统,否则当初Intel
想在自己的芯片组内搞一个内嵌的操作系统,也就不会选择它了。
Intel
请Tanenbaum教授
对MINIX
做进一步的精简、以便商用的事情在教授的公开信里说得挺清楚了,有兴趣的看看公开信的全文,这里不再赘述了。
Intel
把MINIX
用在了什么地方呢?下图是Intel
平台的一个框图,这里的平台可以理解成一个电脑的主板。组成Intel
平台的主要芯片当然就是Intel
自家的CPU
了,除此之外,还有芯片组(chipset
),有若干芯片组成。其中一颗北桥芯片上内嵌了一个CPU
,连同在这个CPU
上运行的软件(MINIX
就是运行其上的操作系统),一起构成了ME
(Management Engine
)。这个ME
几乎在所有比较新的Intel
平台上都存在。
值得一提的是,ME
最初是在Intel
网卡上存在的,后来才挪到芯片组上。ME
的功能和权限非常强大,强到什么程度呢?它有一条与平台上的网卡直接连接的专用通道,可以绕过主CPU
监测、传送网络数据。只要主机插上电源,在系统休眠甚至关机的情况下,都可以被远程唤醒以执行特定的任务。Intel ME
因为其所处的特殊位置,还可以绕过主CPU
存取主机DDR
内存中的任意数据,而它自己本身,即便是主操作系统也无法访问。它的软件部分在出厂时,就和BIOS
保存在同一片FLASH
上,并且采用了特殊的加密机制,除了Intel
授权,其它人都无法对其进行修改。如果强行对FLASH
芯片做非法修改,修改后的内容也无法被ME
加载和执行。
如果看官您对计算机系统有些了解,那么看到这里,也许就明白为什么Tanenbaum
教授称Intel ME
为一个间谍引擎了。也许Intel
开发ME
的出发点是好的,可能是为了方便系统管理的需要。但是它的功能太强大了,如果Intel ME
的安全机制被别有用心的人攻破,或者干脆就是某些组织自己要作恶,那Intel ME
就会成为具有上帝视角的武器。
世上没有绝对的安全,看看Intel ME
的漏洞被爆出的影响吧。黑客们在对Intel ME
中的软件进行逆向分析的时候,发现了一些特有的字符串,而这些字符串被人熟识就是因为其存在于MINIX
的源代码中,这才把MINIX
的作者Tanenbaum教授
置于风口浪尖,不得不写了一封公开信撇清自己。
现在让我们暂时从悲观中稍稍探出些头,看看这项技术的乐观之处在哪里?显而易见的就是防盗窃。Intel ME
中可以内置一个应用,定时和远程服务器进行握手,如果握手失败,就自动进入系统锁定或者进行数据擦除。这种销毁的指令在支持蜂窝通信的平台上,甚至可以通过一个短信来触发。听起来怎么还是这么悲观?因为苹果已经有类似的防盗窃技术了。
最后
这篇文章虽然说的是Intel
平台的ME
,但是PC
处理器的千年老二也不能独善其身,AMD
自从2013年起也推出了类似的技术,叫做the Platform Security Processor
(简称PSP
哈哈)。
其实我们不妨脑洞开得大一些,在比PC
更为普及的手机领域,各大平台是不是也有类似的技术(后门)呢?毕竟现在的手机都是不可插拔电池,并且标配蓝牙、WiFi
、蜂窝等各种通信技术,对于类似的后门支持有着天然的、无与伦比的应用优势。
面对如此强大的组织,我们个人能做的,也许仅仅就是希望它们DONT BE EVIL
吧?