选择性延迟指令以防御微架构重放攻击
密码学与安全
2021-03-22 v1 硬件体系结构
摘要
MicroScope 以及广义的微架构重放攻击利用推测执行的特征将受害者应用的执行困在无限循环中，使攻击者能够通过无限次执行来放大侧信道攻击。由于重放的特性，即使在不具备侧信道攻击条件的情形下，它也可用于有效攻击安全关键的信任执行环境（安全飞地）。同时，与推测侧信道攻击不同，MicroScope 可用于放大执行的正确路径，使得许多现有的推测侧信道防御手段失效。本工作中，我们将微架构重放攻击推广到 MicroScope 之外，并提出了一种高效的防御方法。我们观察到此类攻击依赖于所谓“重放句柄”的反复作废（squash），且引起侧信道的指令必须与句柄处于同一重排序缓冲窗口内。我们提出 Delay-on-Squash，一种跟踪被作废指令并阻止其被推测重放句柄重放的技术。我们的评估表明，以非常 modest 的硬件开销即可实现对微架构重放攻击的完全防御，同时仍保持不安全基线性能的 97%。
引用
@article{arxiv.2103.10692,
title = {Selectively Delaying Instructions to Prevent Microarchitectural Replay Attacks},
author = {Christos Sakalis and Stefanos Kaxiras and Magnus Själander},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.10692},
year = {2021}
}
备注
13 pages, 5 figures