論文の概要: On the Amplification of Cache Occupancy Attacks in Randomized Cache Architectures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.05172v1
• Date: Sun, 8 Oct 2023 14:06:06 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-19 02:52:40.578917
• Title: On the Amplification of Cache Occupancy Attacks in Randomized Cache Architectures
• Title（参考訳）: ランダム化キャッシュアーキテクチャにおけるキャッシュ実行時アタックの増幅について
• Authors: Anirban Chakraborty, Nimish Mishra, Sayandeep Saha, Sarani Bhattacharya, Debdeep Mukhopadhyay,
• Abstract要約: MIRAGEは,エビクションベースの攻撃に対して耐性があるといわれ,キャッシュ占有率の増大を図っている。 我々は,MIRAGEのグローバルな消去特性を利用して,バイトレベルの粒度を持つ被覆チャネルを実証する。 攻撃ベクトルを拡張して、ワークロードのサイドチャネル、テンプレートベースのフィンガープリントをクロスコア設定に含めます。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.018866935621045
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In this work, we explore the applicability of cache occupancy attacks and the implications of secured cache design rationales on such attacks. In particular, we show that one of the well-known cache randomization schemes, MIRAGE, touted to be resilient against eviction-based attacks, amplifies the chances of cache occupancy attack, making it more vulnerable compared to contemporary designs. We leverage MIRAGE's global eviction property to demonstrate covert channel with byte-level granularity, with far less cache occupancy requirement (just $10\%$ of LLC) than other schemes. For instance, ScatterCache (a randomisation scheme with lesser security guarantees than MIRAGE) and generic set-associative caches require $40\%$ and $30\%$ cache occupancy, respectively, to exhibit covert communication. Furthermore, we extend our attack vectors to include side-channel, template-based fingerprinting of workloads in a cross-core setting. We demonstrate the potency of such fingerprinting on both inhouse LLC simulator as well as on SPEC2017 workloads on gem5. Finally, we pinpoint implementation inconsistencies in MIRAGE's publicly available gem5 artifact which motivates a re-evaluation of the performance statistics of MIRAGE with respect to ScatterCache and baseline set-associative cache. We find MIRAGE, in reality, performs worse than what is previously reported in literature, a concern that should be addressed in successor generations of secured caches.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,キャッシュ占有攻撃の適用可能性と,キャッシュ設計のセキュアな論理が攻撃に与える影響について検討する。 特に、よく知られたキャッシュランダム化スキームであるMIRAGEは、消去ベースの攻撃に対して耐性があり、キャッシュ占有攻撃の可能性を増幅し、現代の設計に比べて脆弱であることを示す。 MIRAGEのグローバルなエヴィジョン特性を活用して、他のスキームよりもキャッシュ占有要件($10\%)がはるかに少ないバイトレベルの粒度でカバートチャネルを実証する。 例えば、ScatterCache(MIRAGEよりもセキュリティ保証が低いランダム化スキーム)とジェネリックなセット連想キャッシュは、秘密の通信を示すためにそれぞれ$40\%と$30\%のキャッシュ占有力を必要とする。 さらに、攻撃ベクトルを拡張して、ワークロードのサイドチャネル、テンプレートベースのフィンガープリントをクロスコア設定に含めます。 内部LLCシミュレータと gem5 上の SPEC2017 ワークロードの両方で,このような指紋認証の有効性を実証する。 最後に、ScatterCacheとベースラインのセットアソシエイトキャッシュに関して、MIRAGEのパフォーマンス統計を再評価する動機となる、MIRAGEが公開しているgem5アーティファクトの実装の矛盾を指摘します。 実際、MIRAGEは文献で報告されているものよりもパフォーマンスが悪く、これは後継のセキュアキャッシュ世代で対処すべき懸念である。

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