В процессорах Loongson обнаружена аппаратная уязвимость LoongLeak, позволяющая красть данные из кэша L1

Немецкие исследователи из Центра информационной безопасности имени Гельмгольца (CISPA) обнаружили критическую аппаратную уязвимость LoongLeak в китайских процессорах Loongson 3A5000 и 3A6000 на базе собственной архитектуры LoongArch. Дефект позволяет непривилегированному атакующему считывать конфиденциальные данные из кэша первого уровня (L1) других процессов и ядра операционной системы со скоростью более 300 МБ/с, включая ключи шифрования AES, хеши паролей и информацию для обхода защиты памяти ASLR.

Техническая суть уязвимости

Причиной утечки стала инструкция FLD.S, которая загружает 32 бита из памяти в 64-битный регистр для операций с плавающей точкой, но оставляет старшие 32 бита в неопределенном состоянии. При использовании 256-битного векторного расширения LASX неопределенная область увеличивается до 224 бит (28 байт). Исследователи установили, что в оставшихся разрядах при определенных условиях появляются реальные данные из кэша L1, который не изолируется между разными приложениями и системой.

Ошибку нашли с помощью дифференциального фаззинга: инструмент сравнивал выполнение инструкций на реальном процессоре и в эмуляторе QEMU, выявляя расхождения. Уязвимость затрагивает модели 3A5000 и 3A6000 по-разному: на 3A5000 возможна полная утечка содержимого L1-кэша данных, на 3A6000 — только вторая половина строки кэша. Важно отметить, что LoongLeak не относится к атакам класса Spectre или Meltdown — механизм не требует высокоточных таймеров и побочных каналов, поскольку данные напрямую попадают в векторные регистры процессора.

Практическая эксплуатация и последствия

В ходе экспериментов авторы исследования извлекли из ядра полные AES-ключи шифрования диска, получили часть хеша пароля учетной записи root и обошли механизмы защиты памяти ASLR и stack canary. Операции занимали несколько секунд. Атака работает из пользовательского пространства без повышенных привилегий, а также из контейнеров и виртуальных машин. Запущенный внутри виртуальной машины код способен преодолеть границу виртуализации и прочитать данные основной системы.

Меры реагирования и программные обходные пути

Поскольку дефект архитектурный, полностью закрыть его программным обновлением нельзя. Однако администраторы могут снизить риск с помощью очистки кэша L1 при переходе от ядра к пользовательскому коду. По данным Loongson, такое решение снижает производительность максимум на 1,4%, а в большинстве тестов замедление не превышает 0,1%. Для защиты Loongson 3A6000 потребуется дополнительно отключить один логический поток на каждом ядре (фактически — отказаться от Hyper-Threading), что заметно сократит вычислительную мощность.

Аппаратное исправление и связь с российскими процессорами «Иртыш»

Компания Loongson подтвердила проблему, воспроизвела утечку и исправила дефект в новой аппаратной ревизии процессора 3A6000. Для уже выпущенных чипов 3A5000 уязвимость останется перманентной — исправить её можно только заменой процессора. Процессоры Loongson используются преимущественно в Китае, включая государственные и административные учреждения, поэтому мировой масштаб угрозы оценивается как ограниченный.

Особое внимание привлекает архитектурное родство с российскими процессорами «Иртыш» компании «Трамплин Электроникс». По данным Минпромторга, «Иртыш C632» соответствует модели Loongson LS3C6000/D, а «Иртыш C616» — Loongson LS3C6000/S. Однако в исследовании LoongLeak тестировались клиентские модели 3A5000 и 3A6000, а не серверная линейка 3C6000, лежащая в основе «Иртыша». Напрямую утверждать, что госсистемы на «Иртышах» подвержены именно этой атаке, нельзя, но с учетом архитектурного родства чипов риск исключать не стоит.

Контекст и оценка рисков

Работа была представлена на конференции USENIX Security 2026, прошедшей 12–14 августа в Балтиморе. Процессоры Loongson активно продвигаются китайским правительством в рамках плана по снижению зависимости от импорта технологий. Чипы используются в ПК, серверах и бытовых приборах, таких как принтеры. Lenovo продаёт ноутбуки с процессорами Loongson исключительно в Китае. Другие крупные производители ПК не внедряли эти процессоры за пределами государственных мандатов на закупку местной продукции. Несмотря на серьёзность технической уязвимости, практическая угроза для пользователей вне Китая оценивается как невеликая. В ближайшее время владельцам устройств на 3A6000 рекомендуется обновить ПО, а пользователям 3A5000 — рассмотреть отключение Hyper-Threading для минимизации рисков утечки данных.