Investigadores revelaron un ataque remoto de tipo Spectre contra Cloudflare Workers que permitió filtrar tokens JWT a una velocidad significativamente mayor que en pruebas previas. El ataque aprovechó debilidades en el sistema de aislamiento DyPrIs mediante el uso de WebSockets y Durable Objects. Cloudflare afirmó que ya mitigó el problema implementando el V8 Sandbox y protección de memoria basada en MPK, asegurando que no hubo datos de clientes afectados.







Investigadores de ciberseguridad han revelado detalles de un ataque Spectre remoto contra Cloudflare Workers que filtró un JSON Web Token (JWT) de un Worker coubicado en el entorno de producción a una velocidad de hasta 12 bits por segundo, 360 veces la tasa de un ataque anterior demostrado en 2021.

El experimento de extremo a extremo utilizó un Worker atacante y un Worker víctima controlados por los investigadores, con el JWT colocado intencionadamente en la memoria de la víctima. El documento de investigación afirmó que no se accedió a ningún dato de clientes.

Cloudflare señaló que el ataque ya ha sido mitigado en producción después de mejorar el Aislamiento Dinámico de Procesos (DyPrIs), integrar el V8 Sandbox y desplegar el aislamiento en proceso basado en Claves de Protección de Memoria (MPK), añadiendo que no encontró indicadores de explotación activa durante los últimos tres años.

"Demostramos que la implementación de producción de DyPrIs era insuficiente", afirmaron los investigadores en el documento aquí.

Cloudflare Workers ejecuta código de múltiples inquilinos en aislados V8 separados dentro del mismo proceso del sistema operativo, confiando en el aislamiento a nivel de lenguaje en lugar de un aislamiento estricto de procesos para reducir la latencia de inicio.

Una lectura de memoria dentro de un proceso de Worker compartido puede provocar una filtración entre inquilinos, según Cloudflare. El ataque requiere que los Workers del atacante y de la víctima estén coubicados en aislados V8 separados dentro del mismo proceso de Worker.

El atacante controla código válido en su propio aislado. La ejecución de código nativo está fuera del modelo de amenazas, y el ataque no depende de un exploit de software de V8 ni de un escape del sandbox.

Cloudflare afirmó que los Workers restringen las fuentes de tiempo locales congelando o engrosando los temporizadores durante la ejecución de la CPU, y no exponen memoria compartida ni multihilo a los scripts de Worker.

Los investigadores descubrieron que las comunicaciones WebSocket podrían proporcionar una fuente de tiempo remota, mientras que los Durable Objects podrían mantener vivo un único aislado de Worker durante cinco o más de 20 horas.

DyPrIs aísla los scripts sospechosos en un proceso separado después de que termina una invocación, y los investigadores descubrieron que una invocación de Durable Object de larga duración podría seguir ejecutándose antes de que se produjera el aislamiento.

Los investigadores también descubrieron que la actividad de entrada/salida (I/O) intensa de WebSocket aumentaba la actividad del búfer de traducción de instrucciones (iTLB), reduciendo la señal normalizada de predicción errónea de saltos utilizada por DyPrIs por debajo de su umbral de detección.



Cloudflare describió el problema como una limitación en su implementación de DyPrIs, mientras que el documento señaló que las dos debilidades reflejaban limitaciones fundamentales del enfoque de detección más que descuidos de implementación. Los investigadores dijeron que una detección robusta debería ocurrir durante la ejecución y usar una señal que no pueda ser suprimida por la actividad de I/O.

El documento indicó que las pruebas de producción se realizaron en servidores Linux utilizando procesadores AMD EPYC Zen 2 y Zen 3, y los investigadores realizaron las mediciones intencionadamente por la noche, cuando la utilización de la CPU estaba entre el 10% y el 25%, para observar los mejores resultados posibles.

Los investigadores señalaron que una mayor carga del sistema reducía la tasa de filtración, aunque los ataques más lentos seguían siendo viables bajo carga alta.

El documento informó de una filtración de hasta 12 bits por segundo con una precisión del 99,16%, en comparación con los 2 bits por minuto del ataque anterior.

La revelación se produce casi cinco años después de que Cloudflare y la TU Graz publicaran una investigación aquí demostrando un ataque Spectre remoto contra Workers a 120 bits por hora e introduciendo DyPrIs como defensa.

El documento anterior informó de una tasa de falsos positivos del 0,61% y concluyó que DyPrIs proporcionaba estadísticamente las mismas garantías de seguridad que el aislamiento estricto de procesos contra los ataques Spectre evaluados en aquel momento.

Cloudflare publicó medidas adicionales de endurecimiento de Workers aquí en septiembre de 2025. Las mitigaciones desplegadas por Cloudflare se enumeran a continuación:

* DyPrIs mejorado: optimiza las capacidades de detección del mecanismo de aislamiento existente.
* V8 Sandbox: limita el acceso transitorio a punteros de 64 bits.
* Aislamiento en proceso basado en MPK: coloca los montículos (heaps) de los Workers detrás de claves de protección impuestas por hardware. Cloudflare afirmó que los sistemas x64 modernos dejan unas 12 claves disponibles para este propósito, y su diseño combina las claves con el V8 Sandbox y un diseño de memoria rotatorio para evitar que los sandboxes cercanos compartan una clave.

La descripción de Cloudflare de septiembre de 2025 indicó que la asignación aleatoria de MPK por sí sola atraparía aproximadamente el 92% de los accesos entre aislados porque dos aislados pueden recibir la misma clave, y que el diseño rotatorio más estricto se utiliza para eliminar esa brecha para el modelo de amenazas cubierto en el sandbox.

Fuente:
THN