面向实际制造阶段攻击的中断抗性硬件Trojan
密码学与安全
2024-05-06 v2
摘要
我们提出了一种新型硬件Trojan，称为中断抗性Trojan（interrupt-resilient trojans, IRTs）。我们的工作是受到这样一种观察的启发：即使在攻击者拥有本地系统访问权限的有利攻击情境下，CPU上的硬件Trojan攻击也会因非确定性上下文切换事件而受到不可预测性的影响。我们通过实验确认，这些事件可能导致触发信号与Trojan所针对的CPU事件（例如CPU内存访问）之间出现竞争条件，从而影响攻击可靠性。我们的工作表明，中断抗性Trojan可以成功地解决CPU中非确定性触发的问题，从而为实现复杂硬件Trojan攻击提供了高可靠性保证。具体而言，我们在针对Linux可运行CPU设计的不同攻击场景中成功地利用IRT，并展示了其对上下文切换事件的鲁棒性。更重要的是，我们表明该设计允许在制造阶段的攻击中无缝集成。我们评估了在28nm商业工艺中针对一个已准备好tape-out的高速RISC-V微处理器架构实施不同攻击策略，并成功实现了仅20皮秒的平均延迟开销，同时保持了版图布局的sign-off特性。通过这一工作，我们挑战了制造等后期供应链阶段（如制造）插入强大Trojan的低灵活性的常识。为促进微处理器Trojan的进一步研究，我们开源了我们的设计并提供了相应的支持软件逻辑。
引用
@article{arxiv.2403.10659,
title = {Towards Practical Fabrication Stage Attacks Using Interrupt-Resilient Hardware Trojans},
author = {Athanasios Moschos and Fabian Monrose and Angelos D. Keromytis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.10659},
year = {2024}
}