Phoenix：面向持久安全、可恢复且 NVM 友好的计数器树
密码学与安全
2019-11-06 v1
摘要
新兴的非易失性存储器（NVM）给安全领域带来了一个独特挑战，即持久安全性。由于基于 NVM 的存储器预期在恢复后还原其数据，安全元数据也必须被恢复。然而，在每次内存写入时持久化所有受影响的安全元数据将显著降低性能并加剧写入耐久性问题。此外，当安全元数据未被严格更新时，恢复时间可能显著增加（对于实际内存容量可达数小时）。计数器树被用于最先进的商用安全处理器中，例如英特尔的 Safe Guard Extension（SGX）。计数器树由于无法从叶子恢复整棵树而面临独特挑战。因此，为确保可恢复性，对树的所有更新都必须被持久化，这在每次写入时可能带来数十次额外写入。现有最优方案 Anubis 实现了可恢复性，但在每次缓存驱逐时产生一次额外写入，即将其寿命降至约一半。此外，Anubis 在许多情况下显著降级性能。在本文中，我们提出 Phoenix，一种实用的新颖方案，它依赖于在崩溃前优雅地重制缓存内容，但开销极小。我们的评估结果表明，与无恢复的加密系统相比，Phoenix 将持久化安全元数据的额外写入开销从 87% 额外写入（Anubis 的情况）降低到低于写回，从而将 NVM 寿命提升 2 倍。总体而言 Phoenix 性能优于基线，不像 Anubis 增加了 7.9%（最大 35%）的性能开销。
引用
@article{arxiv.1911.01922,
title = {Phoenix: Towards Persistently Secure, Recoverable, and NVM Friendly Tree of Counters},
author = {Mazen Alwadi and Aziz Mohaisen and Amro Awad},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.01922},
year = {2019}
}