現(xiàn)場可編程門陣列，簡稱FPGA，是一種靈活可編程的計算機芯片，在計算終端中廣泛應(yīng)用，被認為是非常安全的組件。
Starbleed漏洞
在一項聯(lián)合研究項目中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)FPGA芯片中隱藏著一個嚴重漏洞——Starbleed。
攻擊者可以通過該漏洞完全控制芯片及其功能。由于漏洞已集成到硬件中，因此只能通過更換芯片來消除安全風險。FPGA的制造商已經(jīng)被研究人員告知，并且已經(jīng)做出了反應(yīng)。
解密比特流
從云數(shù)據(jù)中心和移動電話基站到加密的USB存儲器和工業(yè)控制系統(tǒng)，F(xiàn)PGA芯片可用于許多安全關(guān)鍵型應(yīng)用中。與具有固定功能的常規(guī)硬件芯片相比，它們的決定性優(yōu)勢在于其可重新編程性。
這種重新編程的可能性是可能的，因為FPGA的基本組件及其互連可以自由編程。相反，傳統(tǒng)的計算機芯片是硬連線的，因此專用于單一目的。FPGA的關(guān)鍵是比特流，該文件用于對FPGA進行編程。
為了充分保護它免受攻擊，廠商通過加密方法保護比特流。但是來自HorstG?rtz研究所的Amir Moradi博士和Maik Ender博士與德國Bochum的Max Planck研究所的Christof Paar教授合作，成功解密了該受保護的比特流，獲得了訪問文件內(nèi)容并對其進行修改的能力。
市場領(lǐng)導(dǎo)者受到影響
作為研究的一部分，科學(xué)家們分析了Xilinx的FPGA，Xilinx是現(xiàn)場可編程門陣列的兩個市場領(lǐng)導(dǎo)者之一。Starbleed漏洞通過四個FPGA系列Spartan，Artix，Kintex和Virtex以及以前的版本Virtex-6（影響當今的Xilinx FPGA的很大一部分）影響Xilinx的7系列FPGA。
Amir Moradi報告：
我們向Xilinx通報了此漏洞，隨后在漏洞披露過程中密切合作。此外，在制造商的最新系列中極不可能出現(xiàn)此漏洞。
芯片的優(yōu)勢變成劣勢
為了克服加密技術(shù)，研究團隊利用了FPGA的核心特性：重新編程的可能性。這是通過FPGA本身的更新和后備功能完成的，該功能將自身暴露為弱點和網(wǎng)關(guān)。
科學(xué)家能夠在配置過程中操縱加密的位流，以將其解密內(nèi)容重定向到WBSTAR配置寄存器，該寄存器可在復(fù)位后讀出。
因此，如科學(xué)家在研究工作中所示，對芯片進行單獨重新編程的優(yōu)勢變成了劣勢-帶來了嚴重的后果：“如果攻擊者獲得了對比特流的訪問權(quán)限，他還將獲得對FPGA的完全控制。比特流中包含的知識產(chǎn)權(quán)可能被盜。
還可以通過操縱比特流將硬件特洛伊木馬插入FPGA。由于安全漏洞位于硬件本身中，因此只能通過更換芯片來彌補。盡管需要詳細知識，但最終可以遠程進行攻擊，攻擊者無需物理訪問FPGA。
