MC3：基于共享 DRAM 系统-on-chip 的内存争用式隐蔽信道通信
密码学与安全
2025-02-11 v2
摘要
共享内存系统-on-chip（SM-SoC）广泛应用于各种移动计算平台，包括边缘/IoT 设备、自动驾驶系统和智能手机。在 SM-SoC 中，系统范围的共享物理内存为来自 CPU 核心和领域特定加速器等数十个处理单元（PU）提供便利且经济可行的数据访问方式。本研究探讨了源于 SM-SoC 中共享物理内存使用的安全漏洞。由于所嵌入 PU 的多样计算特性，SM-SoC 通常不采用共享的最后一级缓存（LLC）。尽管文献中提出了针对共享内存系统的隐蔽信道攻击，但目前尚无法通过依赖 LLC 或特权/物理访问共享内存子系统来实现高吞吐通信。在本研究中，我们引入了一种新的基于内存争用的隐蔽通信攻击——MC3，其具体针对移动 SoC 中的共享系统内存进行攻击。与现有攻击不同，我们的方法无需 LLC 或系统特权访问，即可在运行于 CPU 和 GPU 上的应用程序之间实现高吞吐通信。我们广泛探索了该方法的有效性，通过演示信道传输速率与通信鲁棒性之间的权衡。我们在 NVIDIA Orin AGX、Orin NX 和 Orin Nano 上展示了其实用性，最高可达 6.4 kbps 的传输速率，错误率不足 1%。
引用
@article{arxiv.2412.05228,
title = {MC3: Memory Contention based Covert Channel Communication on Shared DRAM System-on-Chips},
author = {Ismet Dagli and James Crea and Soner Seckiner and Yuanchao Xu and Selçuk Köse and Mehmet E. Belviranli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.05228},
year = {2025}
}
备注
This paper is accepted to 2025 Design, Automation Test in Europe Conference Exhibition (DATE)