Triad-NVM:面向完整性保护与加密非易失性存储器(NVM)的持久安全
分布式、并行与集群计算
2018-10-24 v1 密码学与安全
摘要
新兴的非易失性存储器(NVM)是构建未来存储系统的有力竞争者。另一方面,与DRAM系统不同,NVM即使在断电后也能保留数据,从而扩大了攻击面。尽管此前已针对DRAM系统提出数据加密与完整性验证,但在持久内存中保护和恢复安全内存更具挑战性。具体而言,安全元数据(如加密计数器和Merkle树数据)应在系统重启及从崩溃恢复期间被安全地持久化与恢复。不持久化安全元数据的更新会导致数据不一致,并带来严重的安全漏洞。在本文中,我们开创了一个新方向,探索Merkle树与加密计数器的持久化,以实现可数据验证且加密的内存系统的安全恢复。为此,我们提出了一个称为持久安全(Persistent-Security)的新概念。我们讨论了此类持久安全系统的需求,提出了新颖的优化,并评估了所提松弛方案与优化对性能、弹性与恢复时间的影响。据我们所知,我们的论文首次讨论了完整性保护NVM系统中安全元数据的持久化并提供相应优化。我们定义了一组松弛方案,为大规模容量NVM系统带来性能与恢复时间之间的权衡。我们的结果表明,所提出的设计Triad-NVM可将吞吐量平均提升约2倍(相对于严格持久化)。此外,Triad-NVM在8TB NVM系统上保持低于4秒的恢复时间(64TB为30.6秒),比无安全元数据持久化的系统快约3648倍。
引用
@article{arxiv.1810.09438,
title = {Triad-NVM: Persistent-Security for Integrity-Protected and Encrypted Non-Volatile Memories (NVMs)},
author = {Amro Awad and Laurent Njilla and Mao Ye},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.09438},
year = {2018}
}
备注
This paper is currently under submission. We arXiv our paper to establish credit for inventing this work