難道像VirtualBox這樣的虛擬機器有「幽靈」安全漏洞嗎？我認為虛擬機器可能會亂序執行，但在我看來不可能查看快取來讀取結果。
有沒有解釋如何讀取虛擬CPU的快取？
答案1
是的，Spectre 可以跨越主機/來賓、來賓/主機和來賓/來賓邊界，因為這是一個 CPU 等級的缺陷，這意味著潛在的敏感資訊可能會透過 CPU 核心上運行的任何內容外洩。
網路上的大多數新聞報導都談到雲端供應商受此打擊最嚴重，因為他們擁有大量虛擬化系統集群，可能會被濫用來洩露敏感資訊。
大多數大型供應商現在應該已盡最大努力修復這些缺陷，但這將是一個困擾我們一段時間的問題。
Security.SE 有一個規範問答關於這一點，它提到了虛擬機器：
我正在運行虛擬機器/容器，我在多大程度上容易受到攻擊？
- Meltdown 攻擊不會跨虛擬機，只會將核心記憶體洩漏到本地進程。
- Spectre 可以跨虛擬機器工作。
另外，從史蒂芬又來了、Meltdown 和 Spectre 可以與容器搭配使用，因為容器依賴主機核心。
虛擬機器使用系統中的實際 CPU，並捕獲一些特權指令並能夠重新導向。它使用與主機相同的快取和指令。它本質上只是系統物理 CPU 中的另一層。
虛擬化速度之所以快，是因為它使用盡可能少的抽象的實體 CPU，並依賴 CPU 硬體提供隔離。像 qemu 可以做的事情模擬這會更安全，因為它不是硬體CPU，但它是很多速度較慢且與虛擬化不同。
來自Security.se 規範帖子再次：
Spectre 在不同的層級上工作，不允許從使用者空間存取核心空間資料。在這種攻擊中，攻擊者欺騙推測執行來預測錯誤地執行指令。簡而言之，預測器被強制預測特定的分支結果（如果 -> true），這會導致請求受害進程通常不會請求的越界記憶體訪問，從而導致不正確的推測執行。然後透過旁路，檢索該記憶體的值。這樣，屬於受害進程的記憶體就洩漏給了惡意進程。
因此，因為虛擬機器在實際的 CPU 硬體中運行，所以它所需要做的就是運行特定的循環來「訓練」推測執行引擎。然後，它可以使用精確的計時來觀察快取中是否有特定的存取模式，這些模式表明它正在尋求利用的主機或來賓（或其他虛擬機器）進程。
透過這種方式，這意味著機器在各個方向上都是可利用的。從主機到虛擬機器、從虛擬機器到主機、從虛擬機器到虛擬機器。
是的，這絕對不是一件容易的事情，而且是一件很難完成的事情，因為虛擬機的CPU 核心可能會隨主機的一時興起而改變，並且主機也可以愉快地在不同的核心上調度任務，但在很長一段時間內，足夠的資訊可能會被洩露，從而洩露某些重要係統或帳戶的密鑰。如果有足夠的時間和一些適當的隱密軟體，一切都可能開放。
如果您想要一個「安全」的虛擬機，那麼您必須保證其核心是隔離的。阻止這種攻擊的唯一真正方法是「強制」主機和虛擬機器僅使用某些核心，以便它們永遠不會在相同的硬體上運行，但這將導致成本的有效增加，因為您將無法給定主機上有盡可能多的虛擬機器。運行的虛擬機器數量永遠不會超過可用核心數，這是我希望在「低負載」伺服器上完成的事情，因為許多系統在其生命週期中 90% 的時間都處於閒置狀態。
答案2
gem5模擬器模擬CPU微架構，可用來研究Spectre
如果您有興趣純粹透過模擬來研究/重現漏洞，而不使用主機 CPU，我認為 QEMU 不夠詳細，無法觀察它們，因為它不會模擬 CPU 管道。
寶石5然而，它用於評估研究和開發中的系統性能，並且確實模擬了足夠的 CPU 內部結構，以便您在完全乾淨和受控的環境中觀察 Spectre。
帶有可視化效果的酷 x86_64 演示已發佈於：http://www.lowepower.com/jason/visualizing-spectre-with-gem5.html
gem5的缺點是它比QEMU慢很多，模擬也更詳細。