セキュリティで保護された MOR 実装

[アーティクル]
04/01/2024

まとめ

MorLock、リビジョン2の動作

最終更新日

2020 年 8 月

適用対象

Windows 10
Windows 10のCredential Guard機能をサポートするOEMおよびBIOSベンダー。

公式の仕様

推奨資料

概要

このトピックでは MemoryOverwriteRequestControlLock UEFI変数、リビジョン2の動作と使用状況について説明します。

高度なメモリ攻撃を防ぐために、既存のシステム BIOS セキュリティ緩和策 MemoryOverwriteRequestControl は、新たな脅威を防御するためのロックをサポートするように改良されている。脅威モデルは、敵対者としてホストOSカーネルを含むように拡張されているため、カーネル特権レベルで実行されているACPIおよびUEFIランタイムサービスは信頼されていません。セキュアブートの実装と同様に、ホストOSカーネル(たとえば、System Management Mode、TrustZone、BMCなど)によって改ざんできない特権ファームウェア実行コンテキストでMorLockを実装する必要があります。インターフェイスは、「変数サービス」という名前のUEFI仕様バージョン2.5、セクション7.2で説明されているUEFI変数サービスに基づいて構築されています。

MorLockと呼ばれるこの軽減策は、すべての新しいシステムに実装する必要があり、トラステッドプラットフォームモジュールを搭載したシステムに限定されません。リビジョン2では、特に大規模なメモリシステムでのブートパフォーマンスの問題を軽減するために、新しい機能 ロック解除、が追加されています。

Regarding the ACPI _DSM control method for setting the MOR bit state (as described in Section 6 of PC クライアント・ワークグループ・プラットフォーム・リセット攻撃緩和仕様書（バージョン 1.10 (PDF download)), 最近のBIOS実装では、この_DSMメソッドを削除することを推奨する。

ただし、BIOSがこの_DSMメソッドを実装している場合は、MorLockの状態を尊重する必要があります。 MorLockがロックされている場合、キーの有無にかかわらず、この_DSMメソッドは、MORの変更に失敗し、"一般的なエラー"に対応する1の値を返す必要があります。 MorLockリビジョン2のロックを解除するためのACPIメカニズムは定義されていません。

Windowsは、Windows 7以降、この_DSMメソッドを直接呼び出しておらず、非推奨と見なされていることに注意してください。一部のBIOS indirectly のセクション2.3で説明されているように）、WindowsがクリーンシャットダウンのMOR自動検出の実装としてACPI _PTSを呼び出すときに、この_DSMメソッドを呼び出します PC クライアント・ワークグループ・プラットフォーム・リセット攻撃緩和仕様書バージョン1.10（PDFダウンロード）).

このACPI_PTSのMOR自動検出の実装はセキュリティが不足しているため、使用しないでください。

MemoryOverwriteRequestControlLock

改善された軽減策を含むBIOSは、初期ブート中にこのUEFI変数を作成します。

VendorGuid:{BB983CCF-151D-40E1-A07B-4A17BE168292}

名前:MemoryOverwriteRequestControlLock

属性: NV+BS+RT

GetVariable value in Data パラメータ：0x0（アンロック）、0x1（キーなしでロック）、0x2（キーでロック）

データ パラメータの SetVariable 値: 0x0 (ロック解除);0x1 (ロック)

SetVariableによるロック

ブートするたびに、BIOSは次のように初期化する MemoryOverwriteRequestControlLock を半角の0x00に変換する unlocked) DRIVER##, SYSPREP##, BOOT##, *RECOVERY*, ...）の前に、ブートデバイス選択（BDS）フェーズを実行します。 MemoryOverwriteRequestControlLock (および MemoryOverwriteRequestControl) の場合、BIOSは変数の削除を防止し、属性はNV+BS+RTに固定する必要があります。

いつ SetVariable にとって MemoryOverwriteRequestControlLock に有効なゼロ以外の値を渡して呼び出される データ, の両方のアクセス・モード MemoryOverwriteRequestControlLock そして MemoryOverwriteRequestControl が読み取り専用に変更され、ロックされていることを示す。

リビジョン1の実装では MemoryOverwriteRequestControlLockに対して0x00または0x01の1バイトのみを受け入れます。

リビジョン2はさらに、共有秘密キーを表す8バイトの値を受け入れます。 SetVariableでその他の値が指定されている場合、呼び出しは状態EFI_無効な_パラメーターで失敗します。そのキーを生成するには、トラステッドプラットフォームモジュールやハードウェア乱数ジェネレーターなどの高品質のエントロピソースを使用します。

キーを設定した後、呼び出し元とファームウェアの両方が、IA32/X64または保護された記憶域を持つサービスプロセッサのSMRAMなど、機密保護された場所にこのキーのコピーを保存する必要があります。

システムの状態を取得します。

リビジョン2では MemoryOverwriteRequestControlLock と MemoryOverwriteRequestControl 変数がロックされている場合 SetVariable (これらの変数) の呼び出しは、一定時間アルゴリズムを使用して、登録されているキーに対して最初にチェックされます。両方のキーが存在し、一致する場合、変数はロック解除された状態に戻ります。この最初の試行の後、またはキーが登録されていない場合、ブルートフォース攻撃を防ぐために、それ以降この変数を設定しようとすると、EFI_ACCESS_DENIEDで失敗する。その場合、システムの再起動は、変数のロックを解除する唯一の方法である必要があります。

オペレーティングシステムは GetVariableを呼び出すことによって MemoryOverwriteRequestControlLock の存在とその状態を検出します。システムは MemoryOverwriteRequestControlLock 値を0x1に設定することによって MemoryOverwriteRequestControl の現在の値をロックできます。または、シークレットデータがメモリから安全に削除された後に、今後のロック解除を有効にするキーを指定することもできます。

呼び出し GetVariable for MemoryOverwriteRequestControlLock は0x0、0x1、または0x2を返し、アンロック、キーなしロック、キーありロックの状態を示す。

セッティング MemoryOverwriteRequestControlLock はフラッシュにコミットしない（内部ロックの状態を変更するだけ）。変数を取得すると、内部状態が返され、キーは公開されません。

オペレーティングシステムによる使用例:

if (gSecretsInMemory)
{
    char data = 0x11;
    SetVariable(MemoryOverwriteRequestControl, sizeof(data), &data);
}

// check presence
status = GetVariable(MemoryOverwriteRequestControlLock, &value);  

if (SUCCESS(status))
{
    // first attempt to lock and establish a key
    // note both MOR and MorLock are locked if successful

    GetRNG(8, keyPtr);
    status = SetVariable(MemoryOverwriteRequestControlLock, 8, keyPtr);

    if (status != EFI_SUCCESS)
    {
        // fallback to revision 1 behavior
        char data = 0x01;
        status = SetVariable(MemoryOverwriteRequestControlLock, 1, &data);
        if (status != EFI_SUCCESS) { // log error, warn user }
    }
}
else
{
    // warn user about potentially unsafe system
}

// put secrets in memory

// … time passes …

// remove secrets from memory, flush caches

SetVariable(MemoryOverwriteRequestControlLock, 8, keyPtr);

MorLock実装フロー

これらのフローチャートは、実装の予期される動作を示しています。

初期化

morlock initialization.

SetVariableフロー

morlock programming flow.

SetVariableのロック解除された状態フロー

morlock unlocked flow.

SetVariableのロックされた状態フロー

morlock locked flow.

GetVariableのフロー

morlock getvariable.