处理器微体系结构时间侧信道攻击与防御

随着处理器性能优化的不断深入,越来越多的基于时间的微体系结构侧信道被研究者披露,对现实的商业处理器发起攻击,成功泄露了安全关键信息.性能优先的处理器设计理念是这些侧信道产生的根源所在.首先,保障处理器动态性能要求不同程序共享微架构组件.其次,微架构设计优化导致了程序执行的快速和慢速微架构行为.文章从三个方面对微体系结构侧信道研究进行了梳理:①结合微架构组件的特点,分析了各微架构组件时间侧信道的建立;②按照基于复用和基于竞争将现有的微体系结构侧信道攻击进行分类并进行全面介绍;③按照基于隔离,基于随机,以及基于检测,概括现有基于硬件的微体系结构侧信道防御.

一种改进的抗干扰性可预测的协作缓存机制

私有Last Level Cache(LLC)配置可以提供更低的访问延迟和更好的性能隔离性,但剔除了共享未利用Cache资源的能力。协作缓存机制通过将本地LLC(溢出者)驱逐的Cache行溢出(Spill)到远程LLC(接收者)达到Cache容量共享的目的。后继的协作缓存研究致力于Cache共享的有效性,然而,没有任何研究关注到接收者对于外来溢出行的抗干扰性。本文提出重用性和抗干扰性可预测的协作缓存(RAPCC)机制,进一步增强私有LLC的Cache容量共享能力。RAPCC借助重用位置分布(RPD)预测私有LLC的重用性和抗干扰性决定其接受溢出角色:溢出者、接收者、NEITHER和EITHER(全新中立的角色,既溢出又接收)。试验结果表明,RAPCC的HPKI和IPC性能表现均超越了CC、DSR、CBS、ASCC。