一种面向NVM中安全元数据的易写且快速恢复方案
密码学与安全
2019-12-11 v1
摘要
非易失性存储器(NVM)已引起学术界与工业界的关注，有望成为下一代内存。然而，由于非易失特性，NVM易受攻击并需要安全机制，例如计数器模式加密与完整性树，其引入了安全元数据。NVM承诺在系统崩溃后恢复这些安全元数据，包括计数器与完整性树。然而，与由用户数据重建的merkle树不同，恢复SGX完整性树(SIT)必须应对来自独特自顶向下层次依赖的挑战。此外，由于NVM写入与IT停机的高成本，写入开销与恢复时间是评估持久内存系统的重要指标。如何以低写入开销与短恢复时间恢复安全元数据（即计数器块与完整性树节点）变得至关重要。为提供低写入开销的快速恢复方案，我们提出STAR，一种在崩溃后恢复计数器块与SGX完整性树节点的高性价比方案。为快速恢复与验证，STAR协同MAC与正确数据，在ADR中使用位图行指示陈旧节点位置，并构建缓存merkle树以验证恢复过程的正确性。此外，STAR使用多层索引加速恢复过程。STAR亦允许不同配置以满足对写入开销与恢复时间的自适应需求。我们的评估结果表明，相较于需额外1倍内存写入的先进工作Anubis，所提STAR将内存写入次数最多减少87%。对于4MB安全元数据缓存，STAR在三种不同配置下分别需0.039s/0.023s/0.004s恢复元数据缓存，而Anubis需0.020s。
引用
@article{arxiv.1912.04726,
title = {A Write-Friendly and Fast-Recovery Scheme for Security Metadata in NVM},
author = {Jianming Huang and Yu Hua},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.04726},
year = {2019}
}
备注
12 pages, 15 figures