ARMORY：面向 ARM-M 二进制文件的 fully 自动化穷举故障仿真
密码学与安全
2021-05-31 v1
摘要
嵌入式系统无处不在。然而，用户的物理访问以及攻击者的相应访问常使其受故障攻击威胁：在密码原语计算期间的一次故障便可导致系统安全性的完全丧失。这可能引发严重后果，例如在安全关键系统中造成人身伤害与灾难性技术故障。然而，对策常聚焦于孤立的故障模型与高抽象层。这导致了危险的安全感，因为仅在机器码层面可见的可利用故障可能未被对策覆盖。本工作中我们提出 ARMORY，一个针对普遍存在的 ARM-M 类二进制文件的全自动化开源穷举故障仿真框架。它使工程师与分析人员能高效扫描二进制文件，以发现其在大量故障模型下对任意组合的多变量故障注入的潜在弱点。利用 ARMORY，我们展示了全自动化故障分析的能力，以及在不了解物理地址与偏移情况下施加对策的危险后果。我们示例性分析了两个与实践高度相关的案例：AES 上的 DFA（密码学）与安全引导加载程序（非密码学）。结果表明，ARMORY 发现的、实际实现中出现的众多可利用故障确易被人工检查遗漏。关键的是，多数故障仅在考虑机器码信息（即地址与偏移）时可见。令人惊讶的是，我们展示针对某类故障的保护对策反而可能大幅增大对其他故障模型的脆弱性。我们的工作表明，对策至少在其评估中不应局限于孤立故障模型，而须考虑底层信息[...]。
引用
@article{arxiv.2105.13769,
title = {ARMORY: Fully Automated and Exhaustive Fault Simulation on ARM-M Binaries},
author = {Max Hoffmann and Falk Schellenberg and Christof Paar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.13769},
year = {2021}
}