TONTOU umgeht Schutzmaßnahmen gegen Spectre v2 und eröffnet erneut das Risiko von Datenleaks aus dem Kernel

Die Technik nutzt das Zeitfenster zwischen Neutralisierung und erneuter Verwendung

Daniël Trujillo, Doktorand, und Mengjia Yan, Associate Professor am MIT CSAIL, stellten TONTOU am 6. August 2026 auf der Konferenz Black Hat USA vor. Weitere Details werden auf der USENIX Security 2026 präsentiert, die vom 27. bis 29. Oktober stattfindet.

TONTOU steht für Time-of-Neutralization to Time-of-Use und zielt auf aktuelle Schutzmaßnahmen gegen Spectre v2, auch bekannt als Branch Target Injection. Diese Gegenmaßnahmen neutralisieren oder isolieren den Zustand des Branch Predictors, lassen jedoch ein Zeitfenster vor dessen erneuter Verwendung offen.

In diesem Intervall kann ein Angreifer den mikroarchitektonischen Zustand mit manipulierten Informationen erneut aufbauen. Dadurch wird der Branch Predictor wieder „vergiftet“, bevor der Prozessor ihn abfragt.

Zeitgesteuerte Interrupts zur Kontrolle spekulativer Vorhersagen

Der Angriff setzt voraus, dass der Angreifer beliebigen Code ohne privilegierte Rechte auf dem Zielsystem unter Linux ausführen kann. Ein direkter Zugriff auf beliebige Speicherbereiche ist dagegen nicht erforderlich.

Die Forscher nutzten eine Technik zur Interrupt Injection: Ein Benutzerprogramm plant zeitgesteuerte Interrupts, während der Kernel ausgeführt wird. Der Prozessor wechselt daraufhin zum Interrupt-Handler, der als Ausgangspunkt für die Beeinflussung des Branch Predictors dient.

Die Kombination aus Hardware-Timern, häufigen Injektionen sowie aktiven und passiven Poisoning-Aktivitäten ermöglicht Eingriffe in jede Art indirekter Branches. Außerdem kann der Angriff den Return Stack Buffer (RSB) manipulieren und dadurch falsche Vorhersagen von Rücksprungadressen auslösen.

Für diese Komponente wurde Inception integriert, eine zuvor veröffentlichte Technik, die ebenfalls unter Beteiligung von Trujillo entwickelt wurde.

Ergebnisse auf AMD Zen 2

Die wichtigsten Tests wurden auf einem AMD-Zen-2-Prozessor mit Linux 6.14.0-37-generic und 16 GB RAM durchgeführt, nachdem die neuesten Spectre-v2-Schutzmaßnahmen aktiviert worden waren.

TONTOU durchlief die Phasen der Neutralisierung, Umleitung, des Poisonings und der Nutzung des kompromittierten Branch Predictors. Das Auslesen beliebiger Kernel-Speicherbereiche erreichte 5,47 Byte pro Sekunde bei einer Genauigkeit von 91,97 %.

Die Linux-Datei /etc/shadow, die Passwort-Hashes enthält, wurde in 5 von 10 Tests gefunden und ausgelesen. Jeder Versuch dauerte im Durchschnitt 18 Minuten.

Das Risiko besteht somit in der Offenlegung sensibler Daten aus dem Kernel-Speicher. Auf Intel-Prozessoren ist der Angriff ebenfalls möglich, erfordert jedoch zusätzliche Softwarekomponenten und ist komplexer umzusetzen.

Was sich für Safe RET und eIBRS ändert

TONTOU stellt die Wirksamkeit von Schutzmaßnahmen infrage, die ausschließlich auf der Neutralisierung des Branch Predictors beruhen. Das Bereinigen des Zustands verhindert nicht zwangsläufig, dass ein Prozess ihn im anschließenden Zeitfenster erneut aufbaut.

Die Technik betrifft insbesondere:

• AMD Safe RET;
• Intel eIBRS (enhanced Indirect Branch Restricted Speculation);
• AMD- und Intel-Prozessoren;
• Linux-Systeme und den zugehörigen Kernel.

AMD veröffentlichte am 6. August 2026 ein Advisory. Nach Einschätzung des Unternehmens scheint das Problem der Interrupt Injection mit der Linux-Implementierung der Safe-RET-Minderung zusammenzuhängen, die potenzielle Angriffe zur Informationspreisgabe verhindern soll.

Bisher wurden weder Patches noch endgültige Korrekturen oder wirksame Workarounds genannt. Administratoren sollten daher bis auf Weiteres die Ausführung nicht vertrauenswürdigen Codes auf Linux-Systemen einschränken, Kernel sowie Microcode oder Firmware aktualisieren und die tatsächliche Abdeckung der Spectre-v2-Schutzmaßnahmen einschließlich Safe RET und eIBRS überprüfen.