Pentimento：云 FPGA 中的数据残留
密码学与安全
2023-04-03 v1 硬件体系结构
摘要
云 FPGA 在计算效率、能效与成本之间取得了诱人的平衡。正是 FPGA 架构的灵活性带来了这些优势，但同样的灵活性也暴露出新的安全漏洞。我们展示了远程攻击者可以恢复“FPGA pentimenti”——即云 FPGA 前一位用户早已移除的机密数据。构成 FPGA pentimento 的敏感数据是底层晶体管上偏置温度不稳定性（BTI）效应留下的模拟印记。我们演示了当对手在目标云 FPGA 上编程一个时间数字转换器（TDC）时，如何利用该转换器测量这种轻微退化。即便相关信息已不再显式存在，该技术仍允许攻击者探知云 FPGA 上先前安全的信息。值得注意的是，若攻击者知晓受害者设计的非机密“骨架”（物理结构而非内容），便可（1）从 AWS 市场上可用的加密 FPGA 设计镜像中提取专有细节，以及（2）利用已知设计恢复云 FPGA 前一位用户在运行时加载的数据。我们的实验表明，BTI 退化（老化）与恢复是可测量的，并对商用云 FPGA 构成安全威胁。
引用
@article{arxiv.2303.17881,
title = {Pentimento: Data Remanence in Cloud FPGAs},
author = {Colin Drewes and Olivia Weng and Andres Meza and Alric Althoff and David Kohlbrenner and Ryan Kastner and Dustin Richmond},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.17881},
year = {2023}
}
备注
17 Pages, 8 Figures