揭示 DRAM 内部 RowHammer 防护机制:一种新方法、定制化 RowHammer 模式及其影响
密码学与安全
2022-10-25 v2 硬件体系结构
摘要
DRAM 中的 RowHammer 漏洞是对系统安全的严重威胁。为防御 RowHammer,厂商奉行通过隐匿实现安全:现代 DRAM 芯片依赖未公开的专有片上缓解机制,即众所周知的目标行刷新(Target Row Refresh, TRR)。在高层级上,TRR 检测并刷新潜在的 RowHammer 受害行,但其具体实现并未公开披露。由于 TRR 机制的专有性质,其安全保证难以被轻易研究。为评估近期 DRAM 芯片的安全保证,我们提出揭示 TRR(U-TRR),一种用于分析 DRAM 内部 TRR 实现的实验方法。U-TRR 基于一个新观察:DRAM 中的数据保留失效构成了一个侧信道,可泄露 TRR 如何刷新潜在受害行的信息。U-TRR 使我们能够(i)理解逻辑 DRAM 行在硅片中的物理布局;(ii)研究未公开的片上 TRR 机制;以及(iii)结合(i)和(ii)评估现代 DRAM 芯片的 RowHammer 安全保证。我们展示了 U-TRR 如何使我们构造出能成功规避三大主要 DRAM 厂商 45 个 DRAM 模块中所采用 TRR 机制的 RowHammer 访问模式。我们发现所分析的 DRAM 模块均易受 RowHammer 攻击,在高达 99.9% 的所有 DRAM 行中出现位翻转。我们将 U-TRR 源代码开放并免费提供于 [106]。
引用
@article{arxiv.2110.10603,
title = {Uncovering In-DRAM RowHammer Protection Mechanisms: A New Methodology, Custom RowHammer Patterns, and Implications},
author = {Hasan Hassan and Yahya Can Tugrul and Jeremie S. Kim and Victor van der Veen and Kaveh Razavi and Onur Mutlu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.10603},
year = {2022}
}
备注
This work is to appear at the 54th IEEE/ACM International Symposium on Microarchitecture (MICRO 2021)