פריצת ה-Spectre – תיקוני סיליקון

אתמול בערב הכריזה אינטל על תוצאותיה הפיננסיות, כמדי רבעון. התוצאות היו טובות בחלק מהסקטורים שאינטל נמצאת בהם ובחלק מהסקטורים התוצאות היו .. פחות טובות (אני מאמין שבחודשים הקרובים נשמע שוב מאינטל שהיא יורדת מענף כלשהו בהפתעה, בהתאם למסורת שם..). אחת ההודעות שנמסרה ע"י מנכ"ל אינטל היא שאינטל תוציא השנה מעבדים עם "תיקוני סיליקון" ל-Spectre ושלחברה יש פתרון ארוך טווח.

מהו הפתרון ארוך הטווח? אינטל לא אומרת מילה אבל יוצר הליבה של לינוקס, לינוס טורבאלד, כמנהגו בקודש, כבר קטל (ולמען האמת, מבחינה טכנית, הוא צודק לחלוטין) את הפתרון שאינטל מתכננת כפתרון ארוך טווח.

עכשיו נעבור לתיקוני הסיליקון שאינטל מתכננת. גם כאן, אינטל לא מרחיבה, אך מכיוון שאינטל מעלה קוד ללינוקס כמה חודשים לפני שמעבד חדש יוצא, אנחנו נקבל את הפרטים לפני היציאה הרשמית (ואתם מוזמנים לעקוב אחרי בלוג זה בקישור הזה, אני אפרסם פוסט ברגע שיהיה מידע מוצק יותר), אז עד שיצאו המעבדים המתוקנים, אפשר בינתיים לשער…

מכיוון שהבאג משפיע על שורת מעבדים מהעשור האחרון לפחות, תהיה בעיה להוציא מעבדים זהים למעבדים שיצאו רק עם תיקון, מכיוון שזו טכנולוגיה מתה. לאינטל עצמה כבר אין את המכונות ליצור מעבדים שיוצרו לפני עשור – אותן מכונות כבר הוחלפו או שודרגו (מבחינה פיזית) אז מעבדים כמו Xeon ממשפחת Westmere-EP לדוגמא – לא יצאו מחדש, וכנ"ל לגבי מעבדים לדסקטופ מדור רביעי וחמישי.

מה שאינטל כן יכולה להוציא זה את מעבדי ה-Xeon SP החדשים עם תיקונים (שאגב, לפני התיקון תצטרכו לשדרג את ה-BIOS/UEFI אחרת המכונה לא תצליח אפילו לבצע Boot), רק שכאן הבעיה היא שאף חברה לא "זרקה" את כל השרתים שלה והחליפה אותם לשרתים עם מעבדי Xeon-SP, כל חברה נורמלית בד"כ כשהיא מחליטה לשדרג, השדרוג מחליף רק חלק מהשרתים. אין שום סיבה לזרוק מכונות עם מעבדי Xeon V4 לדוגמא.

אם כבר מדברים על Xeon V4, אינטל כנראה תצטרך להוציא את התכנון של ה-Xeon V4 ולבצע גם שם תיקונים ולייצר את המעבדים הללו מחדש עם התיקונים. הנחות על מעבדי Xeon SP לא יספקו לשום חברה כתירוץ לרכוש שרתים "במקום" ולהשקיע אלפי דולרים פר שרת (וגם לא ניתן להכניס מעבדי Xeon SP לתושבות Xeon V4). "למזלה" של אינטל – שרתים בעלי Xeon V3 יכולים לקבל מעבדי Xeon V4 כך שאם אינטל תוציא מעבד Xeon V4, היא תוכל "לכסות" שרתים עם Xeon V3. כאן מתעוררת בעיה לוגיסטית: בניגוד למעבדי דסקטופ, לקוחות לא יכולים לבוא, לפרק את המעבדים מהשרתים, לנסוע למקום כלשהו, לקבל מעבדים חלופיים בהחלפת המקוריים, לנסוע בחזרה לחברה, להחליף ושזה יעבוד (בכל מקרה זה לא יעבוד, צריך קודם לשדרג BIOS/UEFI ורק אז להחליף מעבד פיזית). אינטל תצטרך כנראה לדאוג שיצרני השרתים יסעו ללקוחות ויבצעו תהליך החלפה (אם זה אפשרי בכלל. מה עושים לקוחות שיש להם TYAN, סופרמיקרו או שרתים "לבנים" אחרים?), אבל .. מי בדיוק ישלם על זה? טכנאי, נסיעות, שעות עבודה – זה לא בחינם ואינטל תצטרך לשבור את הראש על כך, ועוד לא דיברנו על תהליך ולדיציה – איך בדיוק אינטל תדע כמה מעבדים יש לחברה? להציג חשבוניות – אף חברה לא תסכים לכך (מה גם שזה מאוחסן אי שם…) – בקיצור לאינטל יש הרבה על מה לחשוב.

כשזה מגיע לדסקטופ – הסיפור נהיה יותר מורכב. לוחות אם עם מעבדי Coffee Lake אינם תואמים למעבדי Skylake, והסיפור מסתבך מכאן. ושוב – האם אינטל מצפה שלקוחות יביאו את מחשבי הדסקטופ למקום כלשהו על מנת להחליף? ומה בכלל עושים עם לאפטופים? שם המעבדים בכלל מולחמים ללוח האם, האם אינטל מצפה שיצרני הלאפטופים יחליפו לאפטופים ללקוחות? יש לכך בערך 0% סיכוי.

לסיכום: פתרון חומרה ל-Spectre הוא "פשוט" יותר בשרתים אם אינטל תשכיל לייצר גם מעבדי Xeon-SP וגם Xeon V4 עם התיקונים, אבל הלוגיסטיקה הולכת להיות לאינטל סיוט, שלא לדבר על המחיר הענק שהיא תצטרך לשלם על כך (מבלי לגבות סנט אחד על מעבדים חלופיים אך לשלם ליצרנים להחליף ללקוחות מעבדים). בכל הקשור לדסקטופ, אינטל תצטרך למצוא פתרון יצירתי שגם שם – ממש לא יהיה לה זול.

על פריצת ה-Spectre V2

בפעם הקודמת כתבתי כאן על הפריצות Meltdown ו-Spectre, על תיקונים ועל ביצועים. הפעם אני מעוניין להתעכב על Spectre גירסה 2 (V2), ומה קורה עם זה.. למעוניינים: פריצת Meltdown כבר תוקנה, ה-Spectre V1 גם (פחות או יותר) אבל Spectre V2 מתגלה כבעיה עקשנית..

והאצבעות מופנות הפעם ל… אינטל. (היתה בעיה עם מעבדי AMD, היא כבר טופלה [כולל במעדי Epyc ו-Threadripper]).

אז קצת הסבר מקדים. קודם כל, אני מדבר על הבעיה הן מבחינת שרתים, והן מבחינת דסקטופ אך הנזק האמיתי קורה בשרתים וספציפית מכיוון שחברות בארץ נוהרות אחרי אינטל, אז כל החברות מושפעות, כולל ספקי ענן (פרטי, ציבורי) שמשתמשים במעבדי אינטל.

את הפירצה בגירסה 2 של Spectre אפשר לסכם בפשטות כך: מריצים VM בוירטואליזציה כלשהי? (באמת שלא חשוב מה פתרון הוירטואליזציה, כולם משתמשים ב-VT-X, VT-D במעבדי אינטל) אז מאותו VM ניתן להגיע למכונות VM אחרות ול-HOST עצמו. מריצים קונטיינרים? אז מהקונטיינר ניתן להגיע אל ה-HOST עצמו וב-2 המקרים מספיק קוד זדוני די קטן כדי להשתמש בפירצה. מספיק חמור?

בניגוד למקרים אחרים, בכדי לטפל ב-Spectre V2 צריך עדכון מיקרוקוד ישירות למעבד וכאן הדברים מתחילים להיות טיפה יותר מורכבים: כשזה מגיע ללינוקס ול-VMWare (נו טוב, VMWare בחלקן מכיל תואמות ברמת ה-Host ללינוקס ברמה של ABI) – אז עדכון המיקרוקוד מגיע מיצרן הפצת הלינוקס או מ-VMWare, כך שלא צריך לפנות ליצרן החומרה כדי לקבל את העדכונים. בעקרון, לינוקס קורא אמנם את הגדרות ה-UEFI/BIOS אבל לא מתייחס לכל ההגדרות ברצינות (מפתחי Kernel ותיקים בלינוקס די מזלזלים במימושי ה-UEFI/BIOS, בהצדקה מסויימת).

במיקרוסופט לעומת זאת, עדכון המיקרוקוד צריך להגיע מיצרן השרת/מחשב, כלומר בשביל לעדכן לדוגמא שרת או מחשב של DELL/HP/LENOVO, תצטרך את תוכנת העדכונים שלהם ולעדכן בנוסף לעדכונים של מיקרוסופט (שלמיטב ידיעתי אינם כוללים שום עדכוני מיקרוקוד).

אינטל שחררה עדכוני מיקרוקוד ויצרניות הפצת הלינוקס הכניסו אותו לעדכוני הפצת לינוקס, וגם VMWare הכניסה את העדכון (דרך ה-VUM), אלא שאז התגלתה הפדיחה של אינטל. כנראה שאינטל לא ביצעה מספיק ניסויים ובדיקות על מעבדי E5/E7 V3, V4 וחלק מהחברות שעדכנו את המיקרוקוד קיבלו "הפתעה" לא נעימה – אתה מפעיל את המכונה, מתחיל לבצע עבודות ולפתע – המחשב מבצע לעצמו Reset. אין לוגים, אין כלום. נסו לדמיין את זה על שרת שמריץ ESXI או איזה שרת DB כבד שפתאום מנתקים לו את החשמל.

כתוצאה מכך, VMWare, RedHat ואחרים החליטו לבצע Rollback וכנ"ל גם יצרני שרתים ששחררו עדכוני מיקרוקוד דרך מערכות העדכונים שלהם ל-Windows. במכונות לינוקס כשבודקים את עניין המיקרוקוד לאחר עדכונים מיום שלישי, זה נראה כך (ב-CentOS 7 וב-RHEL 7) כשבודקים את ה-Changelog. אני מאמין ששאר הפצות הלינוקס גם חזרו אחורה.

מכיוון שזהו מיקרוקוד של אינטל וזהו קוד סגור, אז אין אפשרות "לחטט" בקוד, אין לוגים, אין כלום. ליצרני הפצות לינוקס ולכל האחרים זה מגיע כקובץ סגור וחתום, עם תוכנת helper "לזרוק" את הקוד לתוך ה-CPU ולבצע Reboot.

שימו לב: ההבדל העיקרי בין עדכונים מיצרן השרת לבין עדכוני לינוקס/VMWare בכל הקשור למיקרוקוד, הוא שבמערכות לינוקס/VMWare, עדכוני המיקרוקוד חלים על המערכת זמנית, אחר ה-Boot ואילו עדכוני המיקרוקוד של יצרן השרתים שנמצאים בחבילת ה-BIOS/UEFI הם קבועים. זה לא כל כך משנה בלינוקס וב-VMware אולם בהחלט משנים ברמה של מערכות מבוססות Windows.

אז מה עושים כרגע? לא ניתן לעשות יותר מדי דברים עד שיצא עדכון חדש. בשלב זה אם תיפנו ל-Red Hat (ואתם לא לקוח גדול כמו בנק או חברת Fortune 500) אז תופנו בנימוס ליצרן השרת שיטפל בכם (ויצרן השרת יפנה בנימוס ל-Red Hat כי עם כל הכבוד, תמיכת הלינוקס של יצרני השרתים היא לא בדיוק רמה גבוהה..) ואם תפנו בנימוס לאינטל, היא תפנה אותך ליצרן מערכת ההפעלה שלך ואם מערכת ההפעלה שלך היא Windows אתה תופנה בנימוס ל.. יצרן המכונה שלך. כיף!!

מבחינת לינוקס, אם אתם מריצים RHEL או CentOS (מגירסה 5 ומעלה) ואתם רוצים לבדוק אם לאחר העדכונים אתם חסינים, אתם מוזמנים להריץ על המכונות שלכם את הסקריפט בלינק כאן (לחצו על Diganose והורידו את הסקריפט שמופיע שם).

לסיכום: כרגע, לא ניתן לעשות הרבה זולת המתנה לאינטל שישחררו עדכון מיקרוקוד יותר יציב שנבדק על מעבדים ישנים יותר. אם יש לכם מערכות סריקה (IPS ושאר קיצורי שמות) – אני מאמין שהם הוציאו עדכוני חתימות לגלות אם מישהו מנסה להזריק לכם קוד שמשתמש ב-Spectre (אבל אני לא בטוח כמה זה יתפוס, אפשר להשתמש בפירצה הזו גם עם קוד JS פשוט ובמקרים רבים ניתן פשוט לבצע code obfuscation ["ערפול קוד"], במיוחד כשיש לכם מערכות חשופות לאינטרנט).

ברגע שאינטל משחררת עדכון קצת יותר יציב, אשמח לעדכן בטוויטר, בפייסבוק העסקי, וכאן בבלוג.

הבאג הקריטי במעבדי אינטל – עדכונים

בפוסט הקודם דיברתי על הבאג הקריטי המאפשר לאפליקציות פשוטות וזדוניות שיכולות לקרוא מידע מאזורים בלתי מורשים כמו הזכרון שבו נמצא ה-Kernel דברים כמו סיסמאות, מפתחות ושאר דברים חשובים.

מאז דברים התעדכנו ולחור האבטחה הזה יש שם קליט ומזוויע: Meltdown ובתמונה משמאל – זה הלוגו. תיקון לחור האבטחה הענקי הזה כבר מתחיל לצאת מכל יצרניות מערכות ההפעלה (אם כי תאריך ההוצאה הרשמית הוא ה-9 לינואר), כך שמומלץ בסביבות ה-9-10 לחודש לתאם עדכון לכל המערכות (למשתמשי VMWare, העדכון כבר קיים דרך VUM).

בפעם שעברה דיברתי על הנחתה בביצועים בין 5 ל-30%, וכאן יש לעדכן: זה תלוי במעבדים בשרתים. מעבדים עד 5 שנים אחורה. מעבדים כמו Xeon E3/E5/E7 V3 ומעלה יש בתוכם פונקציונאליות שעוזרת למגר את הנחתת הביצועים כך שלא תהיה הנחתה משמעותית בביצועים, אולי אחוזים בודדים.

במעבדים היותר ישנים (שרתים כמו DELL דור 11 ומטה, HPE דור 7 ומטה, לנובו/IBM דור M3 ומטה) עדיין יורגשו הנחתות בביצועים במקרים מסויימים. המקרה הכי נפוץ שמצאתי הוא שכשמריצים שרתים כאלו כ-Hypervisor (כמו Hyper-V או ESXi) ומריצים את המכונות דרך Datastore שעובד על דיסקים מקומיים. מכיוון שלשרתים אלו אין אפשרות להיות משודרגים למעבדים מדור 3 ו-4 (טוב, למעט SuperMicro ששם אתה יכול להחליף לוח אם, בנוסף למעבדים, ובנוסף גם זכרון..) – האפשרויות שישנם הינן:

  • להקים מכונת VM שמחוברת לבקר דיסקים ולהריץ עליה מערכת שרות קבצים NFS/iSCSI.
  • להקים פתרון כמו שתיארתי לעיל אבל בתצורה פיזית.
  • לקנות פתרון סטורג' כלשהו.

(אם אתם בין כה מתכננים לגרוט או למכור או להיפטר משרתים כאלו, צרו עימי קשר)

עוד סוג של מקרים שיכולים להיות הנחתות ביצועים היא עבודה של שרת עם המון תקשורת פנימה והחוצה, ושוב אנחנו חוזרים לדוגמא לעיל עם אותן מסקנות.

באותו זמן שהתגלה והודלף מידע על באג ה-Meltdown בגוגל גילו באג נוסף (ב-2 גרסאות) שנקרא Spectre, ואותו באג עושה כמעט אותו דבר: הוא מאפשר לאפליקציה X שרצה בזכרון לגשת לזכרון של אפליקציות אחרות וכאן כל המעבדים חשופים לכך, וגם לכך בשבוע הקרוב יצאו עדכונים, אם כי לגירסה הראשונה, לגירסה השניה הפתרון הרבה יותר מורכב ובמקרים רבים יש צורך פשוט לשנות אפליקציות ולקמפל אותן מחדש.

תכננתי לצלם וידאו המדגים ומסביר לגבי הבאגים הנ"ל, אולם ערוץ Computerphile ביוטיוב (שמסבירים בצורה מעולה על דברים טכניים במחשבים) צילם קליפ עם הדגמה והסברים (שימו לב על איזה נייר הוא כותב את ההדגמה .. אחח, נוסטלגיה..). להלן הוידאו קליפ:

מה דעתך להיות מנוי לערוץ הוידאו? לחץ על האייקון משמאל

לסיכום: מכיוון שרוב החברות הגדולות כבר לא מחזיקות בשרתים ישנים – אז הבעיה אינה כל כך חמורה בכל הקשור ל-Meltdown. בנוגע ל-Spectre בגירסה הראשונה, העדכון לא מוריד ביצועים (והתיקונים לגירסה השניה יעשו הן ע"י יצרניות מערכות הפעלה והן ע"י יצרניות אפליקציות). עדיין נשארו בעיות בכל הקשור ל-Spectre על טלפונים מבוססי אנדרואיד ועדכונים יצאו ע"י יצרני הטלפונים (ואם יש לכם מכשירים ישנים, אולי כדאי להחליף להם ROM למשהו כמו LineageOS). מבחינת ספקי ענן – כולם משתמשים בציוד די חדיש וכולם מעדכנים את כל השרתים שלהם, יכול להיות שתקבלו הודעה מנומסת מהן לעשות Reboot ל-Instances שלכם. מבחינת מחשבי Desktop, לאפטופים – ההנחתה בביצועים כמעט ולא קיימת. מה שהכי חשוב – יש לעדכן את כל השרתים ולבצע לאחר מכן Reboot לאותם שרתים.