在开源 64 位 RISC-V 内核上防范微架构隐蔽信道
密码学与安全
2020-05-06 v1 硬件体系结构
摘要
隐蔽信道使得信息能够跨越操作系统的安全边界泄露。微架构隐蔽信道利用因竞争访问有限硬件资源而产生的执行时间变化。我们利用 seL4 微内核中最近为防范隐蔽信道而实验性支持的时间保护机制，在 Ariane（一个开源 64 位应用级 RISC-V 内核）上评估了这些机制针对五种已知信道的有效性。我们确认，在没有硬件支持的情况下，这些防御措施代价高昂且不完善。我们表明，向 RISC-V 指令集架构添加一条刷新微架构状态的单指令扩展，可以使操作系统能够关闭所有五种经评估的隐蔽信道，同时上下文切换成本增加较低，硬件开销可忽略不计。我们得出结论，这样的机制对于安全至关重要。
引用
@article{arxiv.2005.02193,
title = {Prevention of Microarchitectural Covert Channels on an Open-Source 64-bit RISC-V Core},
author = {Nils Wistoff and Moritz Schneider and Frank K. Gürkaynak and Luca Benini and Gernot Heiser},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.02193},
year = {2020}
}
备注
6 pages, 7 figures, submitted to CARRV '20, additional appendix