usbliter8: ثغرة أمنية 'أبدية' لا يمكن لآبل إصلاحها في ملايين أجهزة آيفون

الأجهزة المتأثرة

تؤثر الثغرة على الأجهزة المزودة بمعالجات A12 و A13 Bionic، وتشمل :

• آيفون (iPhone): XS، XS Max، XR، 11، 11 Pro، 11 Pro Max
• ساعة آبل (Apple Watch): الموديلات المزودة بشرائح S4 و S5

تجدر الإشارة إلى أن ثغرة checkm8 السابقة (التي تم الكشف عنها في 2019) غطت أجهزة A5 إلى A11، وتأتي usbliter8 لتوسيع نطاق هذا النوع من الهجمات إلى الجيل التالي من الأجهزة . من ناحية أخرى، معالج A11 ليس عرضة للخطر لأن برنامج تشغيل USB الخاص به يعيد تعيين مؤشر DMA (الوصول المباشر للذاكرة) يدوياً بعد كل حزمة . كما أن معالجات A14 والإصدارات الأحدث آمنة أيضاً لأنها تقوم بتكوين تقنية حماية الذاكرة DART (وحدة إعادة توجيه الوصول إلى الأجهزة) بشكل صحيح في SecureROM .

كيف تعمل الثغرة؟

يكمن العيب في متحكم USB من نوع Synopsys DWC2 المدمج في الرقاقة . إليك آلية العمل التقنية:

1. خلل في مؤشر المخزن المؤقت الحلقي: يخزن المتحكم ما يصل إلى ثلاث حزم USB Setup متتالية في مخزن مؤقت (DMA buffer). بعد كل عملية كتابة، يزيد مؤشر الأجهزة (hardware pointer) بمقدار حجم البيانات. بعد الحزمة الثالثة، يعيد تعيين المؤشر عن طريق إنقاصه بمقدار ثابت قدره 24 بايت .

2. خدعة الحزمة صغيرة الحجم: يقبل المتحكم حزمًا أصغر من الحجم القياسي البالغ 8 بايت، ولكنه يخزنها دائمًا في كتل محاذاة بحجم 4 بايت. عند استلام حزمة صغيرة، لا تتطابق الزيادة في المؤشر (البيانات الفعلية المكتوبة) مع النقصان الثابت البالغ 24 بايت، مما يخلق حالة من نقص التغذية العكسي للمخزن المؤقت (buffer underflow) بحجم 12 بايت — حيث يتحرك المؤشر بشكل فعال إلى الخلف عبر الذاكرة .

3. الكتابة فوق الذاكرة: يسمح هذا للمهاجم بالكتابة فوق مناطق SRAM (ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة) التي يجب أن يتعذر الوصول إليها أثناء مرحلة التمهيد، بما في ذلك بيانات المكدس وبيانات الكومة .

4. تنفيذ الكود: في معالج A12، يقوم المهاجم بالكتابة فوق سجل رابط محفوظ (LR) على مكدس مهمة USB للسيطرة على عداد البرنامج (PC) بشكل مباشر. أما في معالج A13، فإن إضافة رموز مصادقة المؤشر (PAC) تعقد الأمر، وتتطلب تقنية متعددة الخطوات لتجاوز هذه الحماية وكذلك تجمّع بيانات الكومة .

بعد الاستغلال، يمكن للمهاجم تعطيل بعض آليات الأمان مؤقتًا، وتشغيل برامج غير موقعة من Apple، ويتم كتابة العلامة PWND في منفذ USB التسلسلي للجهاز كدليل على اختراقه .

لماذا لا يمكن إصلاح الثغرة؟

إن BootROM (أو SecureROM) هو أول كود يتم تشغيله عند تشغيل الرقاقة. يتم حرقه مباشرة في ذاكرة القراءة فقط (ROM) أثناء عملية تصنيع الرقاقة ولا يمكن تغييره بعد مغادرة الجهاز للمصنع . نظرًا لأن السبب الجذري هو عيب في الأجهزة في متحكم USB وليس خطأ برمجياً، فلا يمكن لشركة Apple سده بواسطة تحديث للبرامج الثابتة أو نظام التشغيل . الحل الوحيد الفعال والموصى به من قبل الباحثين هو الترقية إلى أجهزة أحدث مزودة بمعالجات A14 أو أحدث .

على الرغم من خطورة الثغرة، إلا أن استغلالها يتطلب وصولًا ماديًا إلى الجهاز عبر كابل USB مع وضعه في وضع تحديث البرامج الثابتة للجهاز (DFU)، مما يقلل من خطر الاستغلال عن بُعد .