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GPUThor 用 Nvidia GPU 威胁系统
重复激活 GPU 中的内存线会导致位反转和系统受损。
来源:OSP网站大数据新闻多伦多大学（加拿大）的研究人员开发了一种攻击 GPU 内存的新方法，使他们能够绕过专为企业任务设计的 Nvidia GPU 中的纠错码 (ECC) 保护，并获得对底层系统的 root 访问权限（完全控制操作系统的超级用户权限）。
这种技术称为 GPUThor，是一类 Rowhammer 攻击，它利用高密度动态内存模块 (DRAM) 中的硬件漏洞，其中重复激活（“点击”）一行内存可能会导致相邻行中的位发生变化。位翻转是由于对同一行内存执行快速和重复读取（行锤击）而发生的。以受控方式执行此操作可能会导致从权限升级到人工智能模型操纵等安全问题。研究人员解释说，GPUThor 是针对 Nvidia GPU 的第一个 Rowhammer 攻击，可以克服 ECC 代码。
他们之前的攻击（GPUHammer 和 GPUBreach）统一加载内存行，因此 DDR5 及更高版本内存中的硬件目标行刷新 (TRR) 机制能够检测单位反转，并且 ECC 可以纠正它们。然而，GPUThor 在实践中首次对 GPU 显存中的行进行不均匀的“敲击”，这会导致 ECC 无法纠正的两个甚至三个位同时出现错误。 GPUThor 攻击目标的难度比之前的 GPU 攻击高 6.6 倍，每次攻击会话造成的位翻转次数增加 500 到 23,500 倍。 GPUThor 还通过减少准备阶段的持续时间来减少攻击时间。因此，在禁用 ECC 校正的 Nvidia RTX A6000 卡上，GPUHammer 攻击需要 21.9 小时，GPUThor 攻击需要 1.1 分钟。
在基于带有 GDDR6 内存的 Nvidia Ampere GPU 微架构的四个不同加速器（RTX A4000、A5000、A6000 和 A4500）中确认了位反转，这些加速器经常用于工作站、虚拟机和专用公共云服务器。然而，位反转尚未在 Nvidia 服务器显卡（例如 A100 和 H100）以及基于 Blackwell 架构的较新加速器中得到证实。
然而，测试可能会导致 GPU 频繁发生故障，以至于一天之内这些卡就会将自己标记为有故障，并需要使用内部故障检测机制进行更换。除了创建导致卡上所有工作负载崩溃的拒绝服务条件之外，研究人员还能够以非特权程序获得 root 权限的方式破坏 GPU 内存页表。
完全解决 GPUThor 利用的漏洞需要在未来的 GPU 中提供更好的内置硬件保护。在此之前，用户应警惕在 GPU 上运行不受信任的代码（例如从互联网下载受损软件包的 ML 模型），这些代码可能会获得 root 权限并成为恶意软件的入口点。
8月底，Nvidia针对GPUThor攻击发布了新的安全警报。