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BLACKOUT:数据不可知计算中的盲化能力

密码学与安全 2025-09-19 v4

摘要

内存安全性不足以及易受侧信道攻击是安全软件实现的两个突出且持久的挑战。内存安全编程语言虽能显著减少内存安全缺陷的发生,但使实现抗侧信道代码更加困难。我们致力于通过为内存安全硬件添加数据不可知编程能力,来同时解决内存安全和侧信道抵抗问题。我们描述了对 CHERI 能力体系结构的一种扩展,提供盲化能力(blinded capabilities),以便用户空间任务能够进行数据不可知计算。我们还PRESENT了BLACKOUT——一种基于CHERI-Toooba推测式无序处理器的FPGA软核实现,以及对CHERI-enabled Clang/LLVM编译器和CheriBSD操作系统的扩展,支持盲化能力。通过严格的评估,BLACKOUT确保通过盲化能力操作的内存得到安全的分配、使用和回收,并表明在与前人工作相符的基准测试中,BLACKOUT仅引入轻微的性能降低(1.5%的几何平均值),相较于基准CHERI-Toooba处理器。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.14654,
  title  = {BLACKOUT: Data-Oblivious Computation with Blinded Capabilities},
  author = {Hossam ElAtali and Merve Gülmez and Thomas Nyman and N. Asokan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.14654},
  year   = {2025}
}

备注

Author's version of manuscript to appear in ACM CCS 2025