Исследователи из немецкого Центра информационной безопасности имени Гельмгольца CISPA представили на конференции USENIX Security 2026 аппаратную уязвимость LoongLeak, обнаруженную в китайских процессорах Loongson 3A5000 и Loongson 3A6000. Непривилегированная программа может использовать её для извлечения оставшихся в кеше первого уровня данных других процессов, ядра операционной системы и гипервизора. Атака также возможна из контейнера или гостевой виртуальной машины.
Практическое значение уязвимости связано прежде всего с Linux и другим свободным ПО. Для LoongArch существует отдельный порт в основном ядре Linux, а Debian уже включил loong64 в число официальных архитектур с планом выпуска в составе Debian 14. Поддержку архитектуры также развивают другие Linux-дистрибутивы и проекты открытого системного ПО.
Официальной версии Windows для LoongArch при этом нет. В перечнях поддерживаемых Microsoft процессоров для Windows 11 фигурируют решения AMD, Intel и Qualcomm, а установочные образы операционной системы выпускаются отдельно для x64 (microsoft.com) и Arm64. Поэтому компьютеры и серверы на Loongson на практике ориентированы прежде всего на Linux и открытый программный стек. Сама LoongArch, однако, является собственной архитектурой Loongson, поэтому речь идёт именно об открытости используемых операционных систем и программного окружения, а не о полной открытости процессора по модели RISC-V.
LoongLeak связана с особенностями выполнения инструкции FLD.S. В соответствии с руководством по архитектуре LoongArch она загружает из памяти 32-разрядное значение в 64-разрядный регистр с плавающей точкой, оставляя его старшие 32 бита в «неопределённом» состоянии. При использовании 256-разрядного векторного расширения LASX неопределёнными оказываются уже 224 бита, или 28 байт.
Исследователи установили, что в этих разрядах могут появляться не случайные значения, а данные, оставшиеся после предыдущих операций в кеше L1D. Атакующий способен подготовить внутреннее состояние процессора и выбирать нужный набор кеша, смещение внутри кеш-линии и один из её путей. Полученная информация непосредственно попадает в архитектурно доступные регистры.
Этим LoongLeak отличается от Spectre, Meltdown и большинства классических атак по сторонним каналам. Для извлечения информации не требуются спекулятивное выполнение, высокоточный таймер или анализ задержек обращения к памяти. Авторы работы классифицируют LoongLeak как архитектурную ошибку: процессор возвращает посторонние данные в результате штатного выполнения инструкции.
В лабораторных условиях средняя скорость извлечения информации достигла 315,8 Мбайт/с, а необработанный поток данных — 483,3 Мбайт/с. В более реалистичных сценариях, требующих переключения процессов или виртуальных машин, скорость снизилась до 6,2 и 4,5 Мбайт/с соответственно. Для проведения атаки злоумышленнику необходимо запустить непривилегированный нативный код на уязвимой системе, причём атакующий и жертва должны последовательно или одновременно выполняться на одном физическом ядре.
Для демонстрации последствий исследователи извлекли из памяти ядра Linux полный 512-разрядный мастер-ключ тома, зашифрованного при помощи LUKS и AES-XTS. В другом эксперименте с Loongson 3A6000 через общий для двух SMT-потоков кеш удалось получить первые 32 байта записи пользователя root из /etc/shadow, включая полную соль и девять байт хеша пароля.
LoongLeak также позволила получить значения ASLR и stack canary, используемые для усложнения эксплуатации ошибок памяти. Кроме того, исследователи продемонстрировали возможность пересечения границ виртуализации: код внутри гостевой системы способен извлекать данные другой виртуальной машины или самого гипервизора. Это делает проблему особенно существенной для многопользовательских серверов, облачных платформ и систем виртуализации на базе Linux и KVM.
Полностью исправить уязвимые процессоры обновлением Linux, микрокода или другого программного обеспечения нельзя, поскольку первопричина находится в аппаратной реализации. В качестве временной защиты предлагается вытеснять содержимое L1D-кеша несекретными данными при переходе из ядра в пользовательское пространство. В тестах исследователей максимальное замедление от такой меры составило 1,4%, а в большинстве тестов падение производительности не превышало 0,1%.
На Loongson 3A6000 дополнительно необходимо отключить один логический поток каждого физического ядра, фактически отказавшись от SMT. Другой вариант — перехватывать и программно эмулировать инструкции с плавающей точкой, LSX и LASX, однако в тестах с интенсивным использованием плавающей арифметики это приводило к замедлению в 10–21 раз.
Исследователи сообщили Loongson об уязвимости 23 июля 2025 года. Компания воспроизвела проблему и попросила сохранить сведения о ней в тайне на один год. Впоследствии производитель устранил утечку в новой аппаратной ревизии Loongson 3A6000. Владельцам ранее выпущенных 3A5000 и 3A6000 остаётся использовать программные меры снижения риска либо заменить процессор. Специальных средств, позволяющих обнаружить уже проводившуюся атаку LoongLeak, пока нет.
>>> Источник
