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OPSNN-IDX-001: scatter_nd 运行时 indices 边界检查错位导致错位写入与潜在越界写

结论摘要

• 状态：已确认漏洞
• confidence: high
• verification_method: not-verified
• sanitizer_build: not-applicable
• 影响组件：
  • index/scatter_nd/op_kernel/arch35/scatter_nd.h
  • index/scatter_nd/op_kernel/arch35/scatter_nd_deterministic.h
• 漏洞类型：运行时索引边界检查错误，导致错位写入，并在部分输入组合下形成 GM 越界写

影响范围与前置条件

• 目标算子：scatter_nd
• 触发条件：
  • 攻击者或上层调用者可控制运行时 indices 张量
  • kernel 进入 SimtCompute 或 deterministic 写回路径
• 可达性说明：
  • host 侧会把输出真实 shape 传入 kernel
  • apt 模板会常规实例化非确定性和 deterministic 实现
  • 问题不是死代码或异常编译分支

调用路径

1. host 侧准备 shape / stride 等 tiling 数据。
2. index/scatter_nd/op_kernel/scatter_nd_apt.cpp 选择具体模板。
3. 非确定性路径在 index/scatter_nd/op_kernel/arch35/scatter_nd.h:58-65 直接累加 idx 并 AtomicAdd。
4. deterministic 路径在 index/scatter_nd/op_kernel/arch35/scatter_nd_deterministic.h:317-334 直接把 outOfstLocal(i) 转成写回偏移。

关键代码分析

1. 非确定性路径 SimtCompute

for (TYPE_T dim = 0; dim < rankSize; ++dim) {
  INDICES_T indiceVal = idxLocalAddr[currIndiceIdx + dim - indiceOffSet];
  outOfBound |= static_cast<TYPE_T>(indiceVal) > outputShapeAddr[dim];
  idx += indiceVal * strideListAddr[dim];
}
if (!outOfBound) {
  uint64_t dst = static_cast<uint64_t>(idx * sliceSize + scatterAxisIdx);
  Simt::AtomicAdd(outputGmAddr + dst, xLocalAddr[index]);
}

问题点：

• 上界比较使用 >，因此 indiceVal == dim_size 被误判为合法。
• 写回前缺少 idx >= 0 && idx < varInAxis 一类总范围校验。
• 非法多维 index 会被直接扁平化成写回地址。

2. deterministic 路径

for (int64_t i = 0; i < indicesLen; ++i) {
  int64_t varRefOffset = outOfstLocal(i) * tilingData_.afterAxis;
  ...
  CopyOutUpdates(varRefOffset, updatesTailUbFactor);
}

问题点：

• outOfstLocal(i) 直接参与 varRefOffset 计算。
• 当前路径未见运行时边界过滤。
• deterministic 不是安全 fallback，而是同模式 sibling。

根因

1. 逐维上界比较语义错误，用 > 代替了 >=。
2. 缺少最终扁平化写回范围的二次防线。
3. deterministic 与非确定性分支都没有统一的安全 helper。

可利用性与影响评估

• 可控性：强，indices 为运行时输入。
• 可达性：强，常规 host/apt 路径即可进入。
• 影响：
  • 非法 index 被映射到错误行，造成错位写
  • 在部分组合下可进一步形成设备侧越界写
  • deterministic 分支同样受影响，回归风险高

最小 PoC 思路

• 选择 rank > 1、afterAxis > 0 的样例。
• 构造 indiceVal == dim_size 的边界索引。
• 观察：
  • 输出张量出现错误行更新
  • 或 dst 脱离合法输出范围

修复建议

1. 将逐维上界比较从 > 改为 >=。
2. 写回前统一加入 idx >= 0 && idx < varInAxis 或等价总行数检查。
3. deterministic 路径在 varRefOffset 落盘前补同样的过滤。
4. 按 family 统一修复，而不是只补一个模板。

验证状态

• verification_method: not-verified
• skip_reason：当前机器缺少 Ascend/CANN toolchain、相关二进制和 NPU 运行环境，无法构建并运行该 AICore kernel
• attempted_strategies：
  • 检查 Ascend / CANN / toolkit 环境变量
  • 检查 npu_op_code_gen、op_build、aclnn 等工具
  • 检查常见安装路径 /usr/local/Ascend*、/opt/Ascend*
• attempt_count：3

任务与追踪信息

• Candidate-ID：CAND-001
• Family-ID：FAM-INDEX-BOUNDS-001
• 相关扩展：artifacts/pattern_expansion_matrix.md

Environment / 环境信息 (Mandatory / 必填)

no

Steps to reproduce the issue / 重现步骤 (Mandatory / 必填)

no

Describe the expected behavior / 预期结果 (Mandatory / 必填)

修复建议

1. 将逐维上界比较从 > 改为 >=。
2. 写回前统一加入 idx >= 0 && idx < varInAxis 或等价总行数检查。
3. deterministic 路径在 varRefOffset 落盘前补同样的过滤。
4. 按 family 统一修复，而不是只补一个模板。

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无

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