Googleは、ETH Zurichと共同で研究を行った研究者らが、DDR5メモリにおける強化されたTarget Row Refresh（TRR）防御を回避するカスタマイズされた攻撃パターンを開発したと明らかにした。この研究により、AMD Zenの最新プロセッサーとSK Hynix製DDR5メモリを使用した実運用向けの標準的なデスクトップシステム上で、Rowhammerによる権限昇格の初のエクスプロイトが実行された。
この成果は、「Phoenix: Rowhammer Attacks on DDR5 with Self-Correcting Synchronization」と題された共同研究論文で発表された。一方、Googleは、これらの結果が他のハードウェア構成にも当てはまるかどうかを現在も評価していると述べている。この論文は、2026年5月18日から21日までサンフランシスコで開催されるIEEE Security & Privacy 2026で発表される予定だ。
Rowhammerの仕組み
Rowhammerは、時間の経過とともに電荷が漏れることでデータを保持するDRAMメモリセルの脆弱性を悪用する。システムはデータの損失を防ぐためにセルを定期的にリフレッシュするが、リフレッシュサイクル前にセルの電荷が放出されると、そこに保存されたビットが変化する可能性がある。
メモリの1つの行に繰り返しアクセスすることで、攻撃者は隣接する行のビットを変化させることができる。こうした変化は、データの破壊、他のアプリケーションやオペレーティングシステムが割り当てたメモリページへの干渉、権限昇格を目的とした機密データの標的化、またはサービス拒否の発生に利用される可能性がある。クラウドインフラストラクチャなど、マルチテナント型の分離環境では、この種の攻撃への防御がいっそう重要になる。
存在するが回避可能な防御
メモリシステムは、Rowhammerのリスクを抑えるためにECCやTRRなどの手段を使用している。TRRは、標的行の近くにある限られた数の行へのアクセスを監視し、アクセス回数が一定のしきい値を超えると、影響を受けた行のリフレッシュを要求する。この機構はDRAMチップ内、またはホストプロセッサー内に実装できる。
しかし、この防御は決定的なものではない。TRRespass攻撃は、複数の離れた行へ同時にアクセスすることでTRRを回避できることを示した。その後のHalf-DoubleやBlacksmithなどの攻撃では、さらに効率的なアクセスパターンが提示された。また、現在のDDR5システムはPRACや同等の強力な保護手段をサポートしていないため、ECCや強化TRRなどの確率的な手法に依存している。
オープンソースのテストプラットフォーム
これらの防御機構の分析を容易にするため、GoogleはAntmicroと協力し、DDR5モジュールをテストするための、FPGAを基盤とする2つの専用オープンソースプラットフォームを開発した。
- DDR5 RDIMMプラットフォーム：コンピューティングサーバーで一般的に使用されるレジスタードメモリ（RDIMM）の要件を満たすテストボード。
- SO-DIMMプラットフォーム：ワークステーションやユーザー向けデバイスで使用されるDDR5モジュールの標準コネクターに対応したバージョン。
Antmicroが両プラットフォームを設計・製造し、Googleは同社およびETH Zurichの研究者らと協力して、RDIMMとSO-DIMMの両形式で市販のメモリモジュールを分析する能力をテストした。内部TRR機構を調査するには、企業やモデルごとに異なる独自機構をリバースエンジニアリングするほか、正確なDDRコマンドを発行して応答を分析する必要がある。これらは、一般的な商用システム上では実行が困難な作業だ。
今後の展開
Googleは、現在の防御手段によって攻撃の実行はより困難になるものの、阻止されるわけではないと結論付けている。攻撃者には、標的とするメモリサブシステムの構造を深く理解することが求められるためだ。同社は、ECCは本来セキュリティ機構として設計されたものではなく、暗号学的完全性を備えないメモリ暗号化もRowhammerに対する有効な保護にはならないと考えている。
Googleは、JEDECが承認し、今後のDDR5およびLPDDR6のリリースでサポートされる予定のPRAC標準を支持している。この標準は、DRAMのワード線がアクティベートされた回数を正確にカウントし、過剰なアクティベーション数を検出するとシステムに警告する。こうした保護が利用可能になるまで、Googleは他の手段の評価を続け、学術および産業界のパートナーと協力して、テストプラットフォームと分析技術の改善に取り組んでいく。