Scrooge 攻击:压低 ARM 处理器电压以牟利
分布式、并行与集群计算
2022-05-13 v3
摘要
最新的 ARM 处理器在逼近 x86 架构算力的同时能耗低得多。因此供需相随,Amazon EC2、Equinix Metal 与 Microsoft Azure 提供基于 ARM 的实例,而 Oracle Cloud Infrastructure 也即将加入支持。我们预期这一趋势将持续,越来越多云提供商将提供基于 ARM 的云实例。ARM 处理器更具能效,为云提供商带来可观的电费节省。然而,恶意云提供商可能故意降低 CPU 电压以进一步压低成本。当欠压低于临界阈值时,运行的应用会发生故障。通过避开临界电压区间,云提供商可以隐蔽方式运行欠压实例。本实践经验报告描述了一种新颖攻击场景:由云提供商对其用户发起的攻击,激进降低处理器电压以将节能做到极致。我们称之为 Scrooge 攻击,并展示如何利用基于 ARM 的计算实例实施。我们使用不同代树莓派部署自有 ARM 设备来模拟基于 ARM 的云实例。利用真实与合成工作负载,我们展示了该攻击在何种激进程度上具有现实意义。在我们的检测方法中,该攻击在 -50mV 偏移内不可察觉。我们表明对于某些工作负载,攻击甚至可能完全隐蔽。最后,我们提出一组可识别欠压实例的基于客户端的检测方法。我们支持实验可复现,并提供复现结果的说明。
引用
@article{arxiv.2107.00416,
title = {Scrooge Attack: Undervolting ARM Processors for Profit},
author = {Christian Göttel and Konstantinos Parasyris and Osman Unsal and Pascal Felber and Marcelo Pasin and Valerio Schiavoni},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.00416},
year = {2022}
}
备注
European Commission Project: LEGaTO - Low Energy Toolset for Heterogeneous Computing (EC-H2020-780681)