随机化末级缓存仍易受缓存侧信道攻击！但我们可以修复它
密码学与安全
2021-11-30 v1 硬件体系结构
摘要
缓存随机化最近作为对抗基于冲突的缓存侧信道攻击的一种有前景的防御手段而重新受到关注。作为最新的两种实现，CEASER-S 与 ScatterCache 均声称利用随机化倾斜缓存来阻止基于冲突的缓存侧信道攻击。不幸的是，我们的实验表明，攻击者可轻易在 CEASER-S 所选的重映射周期内找到可用的驱逐集，且如 ScatterCache 那样不采用动态重映射而增加分区数量并不能消除该威胁。通过定量分析各类攻击在 LLC 中遗留的访问模式，我们新发现了随机化缓存假设与实现中的若干问题，这些问题也被基于冲突的缓存侧信道攻击研究所忽视。然而，缓存随机化并非虚假希望，它是一种应在未来处理器中广泛采用的有效防御。新发现的问题对应于现有缓存随机化实现中的缺陷，且是可修复的。本文提出了若干新防御技术。我们的实验表明，现有随机化缓存所有新发现的漏洞均在当前性能预算内得以修复。我们还主张，随机化组相联缓存可得到充分强化，并且相比其倾斜对应方案更有可能在实际商用处理器中被采用，因其对现有缓存结构的改动更小。
引用
@article{arxiv.2008.01957,
title = {Randomized Last-Level Caches Are Still Vulnerable to Cache Side-Channel Attacks! But We Can Fix It},
author = {Wei Song and Boya Li and Zihan Xue and Zhenzhen Li and Wenhao Wang and Peng Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.01957},
year = {2021}
}