論文の概要: CToMP: A Cycle-task-oriented Memory Protection Scheme for Unmanned Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.05978v1
- Date: Tue, 12 Sep 2023 06:06:59 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-19 06:43:22.355863
- Title: CToMP: A Cycle-task-oriented Memory Protection Scheme for Unmanned Systems
- Title（参考訳）: CToMP: 無人システムのためのサイクルタスク指向メモリ保護スキーム
- Authors: Chengyan Ma, Ning Xi, Di Lu, Yebo Feng, Jianfeng Ma,
- Abstract要約: メモリ破損攻撃(MCA)は、機密データや摂動の漏洩を進行中のプロセスにもたらす。
無人システムのMCAは特に防御が難しい。
MCAは、無人システムにおいて多様な予測不可能な攻撃インタフェースを持つ。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.99735259288243
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Memory corruption attacks (MCAs) refer to malicious behaviors of system intruders that modify the contents of a memory location to disrupt the normal operation of computing systems, causing leakage of sensitive data or perturbations to ongoing processes. Unlike general-purpose systems, unmanned systems cannot deploy complete security protection schemes, due to their limitations in size, cost and performance. MCAs in unmanned systems are particularly difficult to defend against. Furthermore, MCAs have diverse and unpredictable attack interfaces in unmanned systems, severely impacting digital and physical sectors. In this paper, we first generalize, model and taxonomize MCAs found in unmanned systems currently, laying the foundation for designing a portable and general defense approach. According to different attack mechanisms, we found that MCAs are mainly categorized into two types--return2libc and return2shellcode. To tackle return2libc attacks, we model the erratic operation of unmanned systems with cycles and then propose a cycle-task-oriented memory protection (CToMP) approach to protect control flows from tampering. To defend against return2shellcode attacks, we introduce a secure process stack with a randomized memory address by leveraging the memory pool to prevent Shellcode from being executed. Moreover, we discuss the mechanism by which CToMP resists the ROP attack, a novel variant of return2libc attacks. Finally, we implement CToMP on CUAV V5+ with Ardupilot and Crazyflie. The evaluation and security analysis results demonstrate that the proposed approach CToMP is resilient to various MCAs in unmanned systems with low footprints and system overhead.
- Abstract（参考訳）: メモリ破損攻撃(英: Memory corruption attack、MCA)とは、コンピュータシステムの正常な動作を妨害するためにメモリ位置の内容を変更するシステム侵入者の悪意ある行動を指す。
汎用システムとは異なり、無人システムは、サイズ、コスト、性能に制限があるため、完全なセキュリティ保護スキームを展開できない。
無人システムのMCAは特に防御が難しい。
さらに、MCAは無人システムにおいて多様で予測不可能な攻撃インタフェースを持ち、デジタルおよび物理的セクターに深刻な影響を与えている。
本稿では,現在無人システムにあるMCAを一般化し,モデル化し,分類し,ポータブルで汎用的な防衛手法を設計するための基礎を築いた。
異なる攻撃機構により, MCAは主にreturn2libcとreturn2shellcodeの2種類に分類されることがわかった。
return2libcアタックに対処するために、サイクル付き無人システムの不安定な動作をモデル化し、制御フローの改ざんを防ぐためのサイクルタスク指向メモリ保護(CToMP)アプローチを提案する。
return2shellcode攻撃に対する防御として,Shellcodeの実行を防止するためにメモリプールを活用することにより,ランダムなメモリアドレスを持つセキュアなプロセススタックを導入する。
また,リターン2libc 攻撃の新たな変種である ROP 攻撃に対して CTOMP が抵抗する機構についても論じる。
最後に,CUAV V5+ 上で Ardupilot と Crazyflie を用いて CTOMP を実装した。
評価とセキュリティ解析の結果から,提案手法は,フットプリントが低く,システムオーバーヘッドの少ない無人システムにおいて,様々なMCAに耐性があることが示されている。
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