幽かそけ灵漏洞ほら

该漏洞ほら的てき徽标，特とく征せい是ぜ手中しゅちゅう的てき树枝（branch，有ゆう分ぶん支ささえ、分ぶん叉また之の意い）

幽かそけ灵（英語えいご：Spectre）是ぜ一いち个存在そんざい于分ぶん支ささえ预测实现中ちゅう的てき硬かた體からだ缺陷けっかん及安全あんぜん漏も洞ほら，含有がんゆう预测执行功こう能のう的てき现代微ほろ处理器き均ひとし受其影かげ响，漏も洞ほら利用りよう是ぜ基もと於時間あいだ的てき旁つくり路ろ攻擊こうげき，允まこと许恶意い进程獲得かくとく其他程ほど序じょ在ざい映うつ射い内ない存そん中なか的てき資料しりょう内容ないよう。Spectre是ぜ一系列的漏洞，基き於攻擊げき行爲こうい類型るいけい，賦ふ予よ了りょう两个通用つうよう漏も洞ほら披露ひろうID，分ふん别是CVE-2017-5753（bounds check bypass，边界检查绕过）和わCVE-2017-5715（branch target injection，分ふん支ささえ目め标注入ちゅうにゅう），於2018年ねん1月がつ隨したがえ同どう另一個也基於推測執行機制的、屬ぞく於重量じゅうりょう級きゅう資し訊安全あんぜん漏も洞ほら的てき硬かた體からだ缺陷けっかん「Meltdown」（熔燬）一同いちどう公こう佈。由よし於該缺陷けっかん是ぜ推測すいそく執行しっこう機き制せい導しるべ致的，加か上じょう不同ふどう處理しょり器き架か構對推測すいそく執行しっこう又また有ゆう不同ふどう的てき實み作さく方式ほうしき，因いん此這個こ缺陷けっかん無法むほう獲得かくとく根源こんげん上じょう的てき修復しゅうふく而只能のう採取さいしゅ「見み招拆招」式しき的てき方法ほうほう防ぼう範はん，而且因いん機き制せい所しょ致，各種かくしゅ解決かいけつ方案ほうあん還かえ有ゆう不可ふか預あずか料りょう的てき效能こうのう下降かこう。

CVE-2017-5753依よ赖于運行うんこう中ちゅう的てき即そく时编译（JIT）系統けいとう，用よう于Javascript的てきJIT引擎已やめ被ひ发现存在そんざい此漏洞ほら。网站可か以读取浏览器き中ちゅう存そん储的另一个网站的数据，或ある者もの浏览器き本身ほんみ的てき記憶きおく體たい。對たい此Firefox 57.0.4（部分ぶぶん）及Chrome 64通つう过为每ごと个网站分配ぶんぱい专用的てき浏览器き程ほど序じょ来らい阻擋此類攻擊こうげき；作業さぎょう系統けいとう則そく是ぜ通過つうか改あらため寫うつし的てき編へん譯やく器き重じゅう新編しんぺん譯やく以阻擋利用りよう該漏洞ほら進行しんこう攻擊こうげき的てき行爲こうい。

針はり對たいCVE-2017-5715，除じょ了りょう軟體層そう面めん上じょう進行しんこう修おさむ改あらため以外いがい，處理しょり器き也需要よう通過つうか微ほろ指令しれい更新こうしん來らい阻擋這類攻擊こうげき。

隨ずい著ちょ幽靈ゆうれい缺陷けっかん衍生的てき安全あんぜん漏も洞ほら（攻擊こうげき手段しゅだん變體へんたい，包括ほうかつCVE-2018-3693、CVE-2018-3640、CVE-2018-3639等ひとし）被ひ逐一ちくいち發現はつげん，英えい特とく爾なんじ等とうCPU開發かいはつ商しょう不ふ得とく不在ふざい修復しゅうふく既すんで有ゆう缺陷けっかん的てき同時どうじ資し助すけ第だい三方資訊安全團隊繼續發掘潛在的缺陷以破財消災。

历史

Spectre由ゆかりGoogle Project Zero的てきJann Horn独立どくりつ发现，Paul Kocher协同Daniel Genkin、Mike Hamburg、Moritz Lipp和わYuval Yarom也合作がっさく发现了りょう此问题。微ほろ软漏洞ほら研究けんきゅう（Microsoft Vulnerability Research）则将此问题的波及はきゅう范围扩展到いた了りょう浏览器きJavaScript的てきJIT引擎。2017年ねん6月がつ1日にち，受影响的硬かた體からだ供きょう应商知悉ちしつ此问题。2018年ねん1月がつ3日にち，此漏洞ほら与あずか另一安全あんぜん漏も洞ほら熔毁（英語えいご：Meltdown）被ひ一同いちどう公布こうふ。

细节

Spectre是ぜ一个可以迫使用户操作そうさ系けい统上うえ的てき其他程ほど序じょ访问其程序じょ電腦でんのう記憶きおく體たい空そら间中任意にんい位置いち的てき漏も洞ほら。

Spectre不ふ是ぜ单个易えき于修复的漏も洞ほら，而是一いち类潜在せんざい漏も洞ほら的てき总和。它们都と利用りよう了りょう一いち种现代だい微ほろ处理器き为降低ひく内うち存そん潜伏せんぷく、加か快かい执行速度そくど的てき常用じょうよう方法ほうほう“预测执行”的てき副作用ふくさよう。具体ぐたい而言，Spectre着ぎ重じゅう于分支ささえ预测，这是预测执行的てき一いち部分ぶぶん。与あずか同どう时披露ひろう的てき相しょう关漏洞ほら“熔毁”不同ふどう，Spectre不ふ依よ赖单个处理り器き上じょう記憶きおく體たい管理かんり及系统保护的特定とくてい功こう能のう，而是一个更为通用的漏洞。

白しろ皮がわ书的出で发点是ぜ，对分支ささえ预测机つくえ制せい进行边信道どう定てい时攻击，它是现代微ほろ处理器き乱らん序じょ执行的てき一いち部分ぶぶん。虽然，处理器き的てき文ぶん档保证在架か构级别，预测错误所しょ导致的てき任にん何なん后きさき果はて都会とかい在ざい得え到いた正せい确结果はて之の后きさき取消とりけし，然しか而预测执行ぎょう仍然有ゆう可能かのう留とめ下か副作用ふくさよう，例れい如已加か载的缓存线。这些所しょ谓的非ひ功こう能のう性せい方面ほうめん随ずい后きさき便びん可か影かげ响计算さん环境。如果这种副作用ふくさよう（包括ほうかつ但ただし不ふ限きり于内存そん访问时间）对恶意い程ほど序じょ可か见，并且能のう设法与あずか受害行程こうてい所ところ保存ほぞん的てき敏感びんかん数すう据すえ产生关系，则这些副作用ふくさよう可能かのう会かい使し敏感びんかん数すう据すえ可か被ひ识别。即そく使つかい在ざい架か构级别，正式せいしき的てき安全あんぜん设计能のう正常せいじょう工作こうさく，这种情じょう况仍然しか会かい发生；这种情じょう况下，用よう于代码执行ぎょう的てき、较低级的微ほろ架か構优化仍然有ゆう可能かのう泄漏对正常せいじょう程ほど序じょ正せい确执行ぎょう不ふ是非ぜひ常つね重要じゅうよう的てき某ぼう些信息いき。

Spectre论文展示てんじ了りょう完成かんせい攻おさむ击的四个基本步骤：

1. 首くび先さき，论文阐述了りょう在ざい现代处理器き中ちゅう的てき，恶意程ほど序じょ可か以通过程序じょ内部ないぶ的てき运行操みさお纵分支ささえ预测逻辑，使つかい得分とくぶん支ささえ预测命中めいちゅう或ある者もの失しつ败的情じょう况可以提前ぜん判断はんだん。
2. 随ずい后きさき展示てんじ了りょう，可か以可靠もたれ地ち对缓存命ぞんめい中和ちゅうわ未み命中めいちゅう间的差さ异进行ぎょう计时，因いん此，本来ほんらい应该是ぜ简单的てき非ひ功こう能のう差さ异，实际却可作さく为秘密ひみつ信道のぶみち，从无关信息いき中ちゅう提ひっさげ取ど进程的てき内部ないぶ工作こうさく信しん息いき。
3. 然しか后きさき，论文以一个简单的示例程序和一个在浏览器き沙すな盒中ちゅう运行的てきJavaScript片かた段だん为基础，将はた结果与あずか返かえし回かい导向编程攻おさむ击等原理げんり进行综合；在ざい这两种情况下，只ただ需简单使用しよう由よし普通ふつう编译器き或ある现有浏览器き中ちゅうJavaScript引擎生成せいせい的てき代だい码，利用りよう其中条件じょうけん分ぶん支ささえ的てき预测执行，受害者しゃ进程的てき整せい个地址し空そら间（即そく运行中程なかほど序じょ的てき内容ないよう）都みやこ将すすむ可か读。其基本きほん思想しそう是ぜ，在ざい现有的てき代だい码中寻找预测执行可能かのう涉わたる及到不可ふか访问数すう据すえ的てき地方ちほう，操みさお纵处理り器き，使つかい得とく预测执行必须触及该数すう据すえ的てき实际内容ないよう，然しか后きさき对处理り器き的てき副作用ふくさよう计时，这时预取机つくえ制せい已やめ经加载完成かんせい了りょう一いち条じょう缓存线，结果就是访问这条缓存线的数すう据すえ速度そくど会かい更さら快こころよ。
4. 最さい后きさき，本文ほんぶん将はた这种攻おさむ击一般化到受害进程的任何非功能状态上。紧接着せっちゃく讨论了りょう甚至像ぞう总线仲裁ちゅうさい延のべ迟这样非常ひじょう不明ふめい显的非ひ功こう能のう性せい效こう应。

Spectre和わMeltdown之の间的根本ねもと区く别在于，后きさき者しゃ依よ赖于现代英えい特とく尔处理り器き的てき特定とくてい功こう能のう：CPU可能かのう会かい被ひ诱使预测执行到いた受保护的系けい统数据すえ中ちゅう，被ひ迫せり进入并处理り相しょう关的安全あんぜん异常。Spectre中ちゅう的てき统计学がく特とく征せい更さら为明显：尽つき最大さいだい努力どりょく以某种方式しき调教处理器き的てき分ぶん支ささえ预测机つくえ制せい，并使用しよう现有库中可用かよう（或ある不ふ可用かよう）的てき代だい码来实现基本きほん相しょう同どう的てき事こと。

或ある者もの换句话说，正せい如Meltdown论文所しょ说的那な样：“Meltdown在ざい几个方面ほうめん与あずかSpectre攻おさむ击有所しょ不同ふどう，其中值得注意ちゅうい的てき是ぜ，Spectre需要じゅよう定じょう制せい受害者しゃ进程的てき软件环境，但ただし适用的てきCPU更さら加か广泛，并且KAISER对其无效。”

影かげ响

截至2018年ねん，几乎所有しょゆう的てき计算机つくえ系けい统都受到Spectre的てき影かげ响，包括ほうかつ台だい式しき机つくえ、笔记本ほん电脑和わ移うつり动设备。具体ぐたい而言，Spectre已やめ证明可か以在主要しゅよう的てきIntel、部分ぶぶんARM的てき处理器き上じょう工作こうさく，特定とくてい情況じょうきょう下か則そく在ざいAMD架か構下能のう運うん作さく。英えい特とく尔正式しき回かい应了所しょ报告的てき安全あんぜん漏も洞ほら。根ね据すえAMD的てき一いち份声明せいめい，Spectre第だい二个变种没有发生在AMD处理器き上じょう，且由于AMD架か构之间存在そんざい差さ异，“风险接近せっきん于零”。

目前もくぜん，Spectre只ただ会かい造成ぞうせい用よう户级别的程ほど序じょ互相影かげ响，但ただし似に乎这种攻击方式しき可か以进一いち步ほ开发。虽然比ひ熔毁更さら难正确使用しよう，但ただし由よし于它的てき一般いっぱん性せい，Spectre可能かのう会かい更さら加か难以抵御。原はら来らい的てき白しろ皮がわ书甚至いたり推测，为了完全かんぜん处理这个问题，可能かのう需要じゅよう对微处理器き体系たいけい结构进行重大じゅうだい改あらため变。

而且，对于云うん提供ていきょう商しょう而言，Spectre比ひMeltdown影かげ响更大だい。Meltdown可か使つかい未み经授权的应用程ほど序じょ读取特とく权内存そん，并获取运行在ざい同どう一云服务器上进程的敏感数据，而Spectre可か让恶意い程ほど序じょ诱使虚きょ拟机管理かんり程ほど序じょ将しょう数すう据すえ传输到いた在ざい其上运行的てき客きゃく户系统。

防御ぼうぎょ措施

由よし于Spectre是ぜ一整类的攻击，所以ゆえん一个补丁很可能无法完全解决。虽然这个漏洞ほら的てき一些特殊案例已经在处理，但ただし专门介かい绍“Spectre”和かず“Meltdown”的てき网站也说：“Spectre不易ふえき修おさむ复，所以ゆえん会かい长期困こま扰我们。”微ほろ软 Windows 系列けいれつ操作そうさ系けい统于2018年初ねんしょ发布了りょう系けい统补丁ひのと，英えい特とく尔公司こうし于事件じけん发生阶段反はん复表示ひょうじ修おさむ复漏洞ほら对性能せいのう影かげ响不大だい，但ただし微ほろ软测试表明ひょうめい若わか安あん裝そうWindows 7、Windows 8操作そうさ系けい统、並なみ使用しよう2015年ねん或ある更さら早出そうしゅつ厂的英えい特とく尔芯片へん，更新こうしん后きさき會かい降くだ低てい效能こうのう，也有やゆう说法是ぜ性能せいのう约下降かこう30%，尤ゆう其是较旧的てきHaswell架か构及之の前ぜん芯しん片へん。但ただし若わか是安こりゃす装そうWindows 10并使用しようSkylake、Kaby Lake等とう之の后きさき更新こうしん版ばん英えい特とく尔芯片へん，则性能せいのう下降かこう状じょう况并不明ふめい显。

尽つき管かん如此，已やめ有ゆう几个程ほど序じょ帮助保ほ护家庭かてい计算机つくえ和わ相しょう关设备免于“Meltdown”和かず“Spectre”漏も洞ほら的てき攻おさむ击。

嵌入かんにゅう在ざい网站中ちゅう的てきJavaScript也可用よう于攻击。Chrome 64将はた默だま认包含ほうがん针对此攻击的缓解措施，Chrome 63用よう户可以通过启用よう站点隔へだた离功こう能のう（chrome://flags#enable-site-per-process）手て动缓解かい攻おさむ击 （页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆） 。在ざいFirefox 57.0.4中ちゅう，Mozilla正せい在ざい降くだ低ていJavaScript计时器き的てき精度せいど，以帮助じょ防止ぼうし计时攻おさむ击，同どう时计划用于将来しょうらい版本はんぽん的てき时间模糊もこ技わざ术也在ざい工作こうさく中ちゅう。此外，基き于浏览器的てき漏も洞ほら利用りよう可か以通过禁用ようJavaScript（例れい如NoScript）防止ぼうし。

2018年ねん1月がつ4日にち，Google在ざい其安全あんぜん博はく客きゃく上じょう详细介かい绍了新しん技わざ术“Retpoline”，该技术能够以微ほろ不足ふそく道どう的てき处理器き开销克服こくふくSpectre漏も洞ほら。它涉及在编译器き编译时让间接分ぶん支ささえ跳とべ转到不同ふどう的てき目め标，减少易えき受攻击的乱らん序じょ执行发生。虽然这项技わざ术面向むこうx86指令しれい集しゅう开发，Google工程こうてい师认为该技わざ术也可か以用于其他た处理器き。2019年ねん2月がつ，Google研究けんきゅう人じん员发表ひょう论文认为光こう靠もたれ软件不能ふのう完全かんぜん避开Spectre漏も洞ほら，必须对CPU设计进行修おさむ改あらため才能さいのう避免。

也有やゆう人じん提出ていしゅつ，在ざい有ゆう选择性せい刷新さっしん轉てん譯やく後備こうび緩衝かんしょう區く（TLB）功こう能のう的てき处理器き上じょう，可か以减少しょう修おさむ补漏洞ほら造成ぞうせい的てき性能せいのう损失。该特性せい在ざいIntel 64架か构下称しょう为进程ほど上下じょうげ文ぶん标识符ふ（PCID），而在Alpha下か称しょう为地址し空そら间号码（ASN）。这是因いん为，选择性せい刷新さっしん可か隔へだた离进程ほど，及对漏洞ほら至いたり关重要じゅうよう的てき轉てん譯やく後備こうび緩衝かんしょう區く（TLB）行ぎょう为，而不会かい不断ふだん刷新さっしん整せい个TLB，这是性能せいのう损失的てき主要しゅよう原因げんいん。

微ほろ指令しれい、韌體更新こうしん

對たい於幽靈的れいてき變體へんたい2——分ぶん支ささえ目標もくひょう註入，除じょ了りょう軟體的てき規ぶんまわし避阻擋措施ほどこせ外がい，還かえ至いたり少しょう需要じゅよう受影響えいきょう的てき處理しょり器き獲得かくとく微ほろ指令しれい更新こうしん或ある韌體修復しゅうふく程ほど式しき。受缺陷けっかん影響えいきょう最大さいだい的てき英えい特とく爾しか已やめ經けい為ため新しん近きん出で貨和一些較老的處理器推出微碼更新，但ただし是ぜ該措施ほどこせ通常つうじょう需要じゅよう主ぬし機き板いた廠しょう商しょう的てき配合はいごう，以便將しょう處理しょり器き廠しょう商しょう提供ていきょう的てき微ほろ碼更新こうしん整合せいごう至いたり其主機き板いた的てきBIOS/UEFI韌體上じょう，因いん此會出現しゅつげん一いち些較老ろう的てき、早はや已やめ不ふ享有きょうゆう保ほ固かた服務ふくむ的てき主あるじ機き板いた沒ぼつ有ゆう獲得かくとく微ほろ指令しれい更新こうしん的てき情況じょうきょう；而部分ぶぶん較老的てき處理しょり器き，也是未み能のう獲得かくとく微ほろ碼更新こうしん。對たい於一些主機板廠商未有發佈帶微碼更新韌體，但ただし處理しょり器き廠しょう商しょう已やめ經けい推出微ほろ碼更新こうしん修復しゅうふく程ほど式しき的てき，有ゆう的てき使用しよう者しゃ會かい嘗試以更改こうかい主ぬし機き板いた韌體的てき方式ほうしき安あん裝そう微ほろ碼更新こうしん。

如果BIOS固かた件けん得え不ふ到いた更新こうしん，微ほろ碼更新也しんや可か以由Windows/Linux等とう作業さぎょう系統けいとう進行しんこう。

英えい特とく爾しか在ざい其新出で貨的處理しょり器き上じょう內建了りょう對たい於阻擋利用りよう該類缺陷けっかん進行しんこう攻擊こうげき的てき微ほろ碼更新こうしん，並なみ在ざい2018年ねん下か半年はんとし推出硬かた體からだ層そう級きゅう上じょう帶たい特權とっけん隔離かくり措施和わ行程こうてい隔離かくり的てき處理しょり器き產品さんぴん；ARM則そく是ぜ發はつ佈了針はり對たい受影響えいきょう處理しょり器き核心かくしん的てき韌體修復しゅうふく程ほど式しき；AMD儘管宣せん稱たたえ未み受CVE-2017-5715的てき影響えいきょう，但ただし仍舊發はつ佈了相應そうおう的てき微ほろ指令しれい更新こうしん。

其它

在ざいWindows平臺ひらだい上うえ有ゆう軟體可か偵測電腦でんのう硬かた體からだ受Spectre、Meltdown影響えいきょう的てき程度ていど和わ修補しゅうほ狀態じょうたい。

外部がいぶ链接

• Meltdown和わSpectre漏も洞ほら的てき官かん方かた网站 （页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）
• Spectre论文 （页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）
• Google Project Zero write-up （页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）
• 网络安全あんぜん实践指南しなん—CPU熔断和わ幽かそけ灵漏洞ほら防ぼう范指引 （页面存そん档备份，存そん于互联网档案あん馆）（简体中ちゅう文ぶん）

参まいり见

• 熔毁 (安全あんぜん漏も洞ほら) - 英えい特とく尔微处理器き中ちゅう的てき硬かた件けん漏も洞ほら，允まこと许未经授权的进程访问特とく权内存そん。
• 行くだり锤击 - 动态随ずい机つくえ存そん取と存そん储器中ちゅう的てき意外いがい副作用ふくさよう，导致存そん储单元之もとゆき间发生せい电气相互そうご作用さよう。