CFI CaRE：面向商用微控制器的硬件支持调用与返回强制机制
密码学与安全
2017-06-20 v1
摘要
随着物联网（IoT）部署规模的扩大，对 IoT 安全的担忧变得更加紧迫。尤其是内存破坏攻击扮演了主要角色，因为它们允许远程攻陷 IoT 设备。控制流完整性（CFI）是一种针对这些攻击的有前景的通用防御技术。然而，鉴于 IoT 部署的特性，传统计算环境（包括 CFI）的现有保护机制需要适配到 IoT 场景。在本文中，我们描述了在基于微控制器（MCU）的 IoT 设备上启用 CFI 的挑战。随后我们提出 CaRE，首个面向低端 MCU 的中断感知 CFI 方案。CaRE 利用 ARMv8-M 架构中引入的 TrustZone-M 安全扩展，采用一种保护 CFI 元数据的全新方式。其二进制插桩方法保留了目标 MCU 软件的内存布局，使得预构建的裸机二进制代码能够被 CaRE 保护。我们描述了在 Cortex-M 原型系统上的实现，并证明 CaRE 是安全的，同时带来可接受的性能与内存开销。
引用
@article{arxiv.1706.05715,
title = {CFI CaRE: Hardware-supported Call and Return Enforcement for Commercial Microcontrollers},
author = {Thomas Nyman and Jan-Erik Ekberg and Lucas Davi and N. Asokan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.05715},
year = {2017}
}
备注
Author's version of paper to appear in the 20th International Symposium on Research in Attacks, Intrusions and Defenses (RAID 2017)