遠端 Spectre 攻擊竊取 Cloudflare Workers JWT，速度提升 360 倍

核心重點

資安研究團隊公開了一項針對 Cloudflare Workers 的遠端 Spectre 攻擊實驗，成功以每秒 12 位元的速率從同一實體機器上共置的 Worker 中竊取 JSON Web Token（JWT），比 2021 年首次示範的攻擊快 360 倍。Cloudflare 已在生產環境部署多項防護措施，聲稱過去三年未偵測到活躍利用跡象。

背景與技術細節

Cloudflare Workers 讓多租戶程式碼在同一作業系統行程內的多個 V8 隔離（isolate）中執行，採用語言層級的隔離機制以降低啟動延遲。研究人員在受控環境中同時部署「攻擊者」Worker 與「受害者」Worker，並將 JWT 故意放入受害者的記憶體。透過 WebSocket 作為遠端計時來源，結合 Durable Objects（可讓單一 isolate 持續運作 5 至 20 多小時）以及大量 I/O 活動，研究者成功繞過 Cloudflare 的 DyPrIs（Dynamic Process Isolation，動態程序隔離）偵測機制。

DyPrIs 會在每次呼叫結束後將可疑腳本移至獨立行程，但若 Durable Object 持續執行，隔離會被延遲。大量 WebSocket I/O 會提升指令快取（iTLB）活動，使 DyPrIs 用來偵測的分支錯誤預測訊號被壓低至偵測門檻以下。研究指出，這兩個弱點不是實作疏失，而是 偵測方法本身的根本限制：偵測必須在執行期間即時進行，且使用不可被 I/O 抑制的訊號。

影響與 Cloudflare 的回應

Cloudflare 表示已在生產環境中改進 DyPrIs、整合 V8 Sandbox，並部署基於 Memory Protection Keys（MPK） 的行程內隔離技術，以防止類似跨租戶記憶體讀取。公司同時指出，攻擊過程未取得任何客戶資料，且在過去三年內未發現實際利用案例。

此事件凸顯在多租戶雲端執行環境中，僅靠語言層級隔離難以防止微架構側通道攻擊（Spectre）。即使不涉及 V8 漏洞或沙箱逃逸，純粹的時間測量與 I/O 行為亦足以泄漏機密資訊。

未來展望與讀者啟示

加強即時偵測：雲端平台需研發能在指令層面即時捕捉異常的監控機制，避免依賴可被 I/O 抑制的統計訊號。
硬體支援的安全隔離：MPK 及類似的記憶體保護技術將成為防禦側通道攻擊的關鍵，業者應加速在所有執行節點上部署。
開發者安全意識：即使使用受管理的 Serverless 服務，開發者仍應避免在程式碼中直接處理高敏感度憑證，或採用短命 JWT、加密儲存等防護措施。

此案例提醒業界，「速度」不再是唯一的安全衡量指標，在高度共享的雲端基礎設施中，微秒級的計時資訊亦可能成為攻擊的突破口。持續追蹤 Cloudflare 以及其他雲端供應商的防禦演進，將是企業與安全研究人員的共同課題。