Fugu-MT 論文翻訳(概要): Random and Safe Cache Architecture to Defeat Cache Timing Attacks

論文の概要: Random and Safe Cache Architecture to Defeat Cache Timing Attacks

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.16172v1
Date: Thu, 28 Sep 2023 05:08:16 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2024-03-25 14:25:03.992263
Title: Random and Safe Cache Architecture to Defeat Cache Timing Attacks
Title（参考訳）: キャッシュタイムアタックを解決するランダムで安全なキャッシュアーキテクチャ
Authors: Guangyuan Hu, Ruby B. Lee,
Abstract要約: キャッシュは、メモリアクセスの処理に要する時間が異なるため、秘密情報を漏洩するために悪用されている。既存の防御策が投機的および非投機的キャッシュタイミング攻撃ファミリーに対処していないことを示す。我々はRandom and Safe(RaS)キャッシュアーキテクチャを提案する。
参考スコア（独自算出の注目度）: 5.142233612851766
License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Abstract: Caches have been exploited to leak secret information due to the different times they take to handle memory accesses. Cache timing attacks include non-speculative cache side and covert channel attacks and cache-based speculative execution attacks. We first present a systematic view of the attack and defense space and show that no existing defense has addressed both speculative and non-speculative cache timing attack families, which we do in this paper. We propose Random and Safe (RaS) cache architectures to decorrelate the cache state changes from memory requests. RaS fills the cache with ``safe'' cache lines that are likely to be used in the future, rather than with demand-fetched, security-sensitive lines. RaS captures a group of safe addresses during runtime and fetches addresses randomly displaced from these addresses. Our proposed RaS architecture is flexible to allow security-performance trade-offs. We show different designs of RaS architectures that can defeat cache side-channel attacks and cache-based speculative execution attacks. The RaS variant against cache-based speculative execution attacks has 4.2% average performance overhead and other RaS variants against both attack families have 7.9% to 45.2% average overhead. For some benchmarks, RaS defenses improve the performance while providing security.
Abstract（参考訳）: キャッシュは、メモリアクセスの処理に要する時間が異なるため、秘密情報を漏洩するために悪用されている。キャッシュタイミングアタックには、非投機的キャッシュサイドとシークレットチャネルアタック、キャッシュベースの投機的実行アタックが含まれる。まず,攻撃・防御空間を体系的に把握し,既存の防御が投機的・非投機的キャッシュタイミング攻撃ファミリーに対処していないことを示す。我々はRandom and Safe(RaS)キャッシュアーキテクチャを提案する。 RaSはキャッシュに '`safe'' のキャッシュラインを埋める。 RaSは実行中に安全なアドレスのグループをキャプチャし、これらのアドレスからランダムに置換されたアドレスをフェッチする。提案したRaSアーキテクチャは,セキュリティとパフォーマンスのトレードオフを可能にする。キャッシュサイドチャネル攻撃とキャッシュベースの投機的実行攻撃を倒すことができるRaSアーキテクチャの異なる設計を示す。キャッシュベースの投機的実行攻撃に対するRaSの変種は平均パフォーマンスオーバーヘッドが4.2%、攻撃ファミリーに対する他のRaS変種は平均オーバーヘッドが7.9%から45.2%である。いくつかのベンチマークでは、RaSディフェンスはセキュリティを提供しながらパフォーマンスを改善している。

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