针对 FPGA Fabric 中部分重配置的故障注入攻击
密码学与安全
2024-10-23 v1
摘要
FPGA 如今已在云计算基础设施和可重构系统级芯片中广泛应用，尤其是用于 AI 加速。亚马逊和微软等主要云服务提供商正逐渐将 FPGA 用于数据中心内专为计算密集型任务设计的 specialized compute 资源。FPGA 在云数据中心的可用性为用户提供了通过在 FPGA Fabric 上直接实现可自定义硬件加速器来提高应用性能的新机会。然而，FPGA 资源在多个用户之间进行的虚拟化和共享开辟了新的安全风险和威胁。我们提出了一种新颖的故障攻击方法，能够在 FPGA 重配置过程中对部分比特流进行持久故障注入。该攻击利用耗电器，并在通过重配置管理器将比特流加载到 FPGA 时进行计时，以注入故障，而无需在整个重配置过程中持续保持激活。我们的实验在 Pynq FPGA 环境下进行，展示了该攻击在各种部分应用比特流（如神经网络加速器单元和信号处理加速器单元）上的可行性。
引用
@article{arxiv.2410.16497,
title = {Hacking the Fabric: Targeting Partial Reconfiguration for Fault Injection in FPGA Fabrics},
author = {Jayeeta Chaudhuri and Hassan Nassar and Dennis R. E. Gnad and Jorg Henkel and Mehdi B. Tahoori and Krishnendu Chakrabarty},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.16497},
year = {2024}
}
备注
Accepted for presentation in the 2024 IEEE Asian Test Symposium (ATS)