論文の概要: MAFIA: Protecting the Microarchitecture of Embedded Systems Against Fault Injection Attacks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.02255v1
• Date: Tue, 5 Sep 2023 14:08:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-25 23:19:21.973489
• Title: MAFIA: Protecting the Microarchitecture of Embedded Systems Against Fault Injection Attacks
• Title（参考訳）: MAFIA: 欠陥注入攻撃に対する組込みシステムのマイクロアーキテクチャ保護
• Authors: Thomas Chamelot, Damien Couroussé, Karine Heydemann,
• Abstract要約: 欠陥注入攻撃に対するマイクロアーキテクチャ保護であるMAFIAを提案する。 MAFIAは、シグネチャベースのメカニズムを通じてパイプライン制御信号の整合性を保証する。 LLVM/Clangをベースとした専用のコンパイラツールチェーンによってサポートされているRISC-VプロセッサにMAFIAを実装した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Fault injection attacks represent an effective threat to embedded systems. Recently, Laurent et al. have reported that fault injection attacks can leverage faults inside the microarchitecture. However, state-of-the-art counter-measures, hardwareonly or with hardware support, do not consider the integrity of microarchitecture control signals that are the target of these faults. We present MAFIA, a microarchitecture protection against fault injection attacks. MAFIA ensures integrity of pipeline control signals through a signature-based mechanism, and ensures fine-grained control-flow integrity with a complete indirect branch support and code authenticity. We analyse the security properties of two different implementations with different security/overhead trade-offs: one with a CBC-MAC/Prince signature function, and another one with a CRC32. We present our implementation of MAFIA in a RISC-V processor, supported by a dedicated compiler toolchain based on LLVM/Clang. We report a hardware area overhead of 23.8 % and 6.5 % for the CBC-MAC/Prince and CRC32 respectively. The average code size and execution time overheads are 29.4 % and 18.4 % respectively for the CRC32 implementation and are 50 % and 39 % for the CBC-MAC/Prince.
• Abstract（参考訳）: フォールトインジェクション攻撃は組み込みシステムにとって効果的な脅威である。 最近Laurentらは、欠陥注入攻撃はマイクロアーキテクチャ内の障害を活用できると報告している。 しかし、ハードウェアのみ、あるいはハードウェアサポートを伴う最先端の対策は、これらの欠陥の標的となるマイクロアーキテクチャ制御信号の完全性を考慮していない。 欠陥注入攻撃に対するマイクロアーキテクチャ保護であるMAFIAを提案する。 MAFIAは、シグネチャベースのメカニズムを通じてパイプライン制御信号の整合性を確保し、完全な間接ブランチサポートとコード認証を備えたきめ細かい制御フローの整合性を保証する。 我々は、CBC-MAC/Princeシグネチャ関数を持つものと、CRC32を持つものという、異なるセキュリティ/オーバーヘッドトレードオフを持つ2つの実装のセキュリティ特性を分析する。 LLVM/Clangをベースとした専用のコンパイラツールチェーンによってサポートされているRISC-VプロセッサにMAFIAを実装した。 CBC-MAC/Prince と CRC32 のハードウェア領域のオーバヘッドは 23.8 % と 6.5 % である。 CRC32では平均コードサイズと実行時間のオーバーヘッドが29.4 %と18.4 %であり、CBC-MAC/Princeでは50%と39 %である。

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