低开销更新安全非易失内存系统中完整性树根

数据完整性对于即使断电也能维持数据的非易失内存（NVM）系统十分重要。NVM中的数据完整性可能受到完整性攻击的破坏，可通过完整性树进行完整性验证来防御。在NVM系统故障和重启后，完整性树根负责提供可信执行环境。然而，根常成为性能瓶颈，因为更新根需要在写关键路径上从高延迟地将修改从叶节点传播至根。根与叶节点必须确保彼此间的崩溃一致性，以避免任何更新失败导致系统重启后误报攻击。本文提出一种高效低延迟方案，称为SCUE，通过忽略对中间树节点的更新，直接在SGX完整性树（SIT）上更新根。SCUE背后的思路探索并利用了如下观察：由于缓存的中间树节点丢失，仅持久化叶节点和根对系统故障和重启后确保完整性有用。为实现根与叶节点间的崩溃一致性，我们精确预测对根的更新并在叶节点被修改前预更新根。此外，SIT根难以从叶节点重建，因为更新一个树节点需要其父节点作为输入。我们采用计数器求和方法来从叶节点重建SIT。评估结果表明，相较最先进的完整性树更新方案，我们的SCUE方案在确保系统完整性的同时交付高性能。