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動態重映射:緩解緩存攻擊的結構優選

謝佩辰; 孫廣宇; 張憲 北京大學; 微軟亞洲研究院
  • 緩存
  • 緩存攻擊
  • 地址加密
  • 動態重映射

摘要:主流的多核處理器通常共享最后一級緩存,從而提升緩存的利用率。但是,這樣的共享使緩存容易受到攻擊,攻擊者可以通過精心編排的訪存操作來推斷其他應用程序的訪存信息。基于緩存攻擊,可以發動很多針對CPU的攻擊,其中就包括Meltdown和Spectre漏洞事件。傳統的緩解緩存攻擊的方法需要存儲容量大的隨機映射表,并且需要操作系統支持將應用程序分為受保護和不受保護的組。2018年MICRO會議最佳論文提出的最新解決方法,可以在不依賴操作系統支持的情況下緩解基于沖突的緩存攻擊,同時降低存儲和性能開銷。該論文提出了一種使用低延遲塊密碼將物理地址轉換為加密地址的設計,并使用該加密地址訪問緩存。此外,論文還提出了一種優化方案,定期更改加密密鑰,并執行動態重映射以提高安全性。該方案能容忍超過100年的持續攻擊,性能開銷不到1%,并且不需要操作系統或軟件的任何支持。

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