Fugu-MT 論文翻訳(概要): On The Effect of Replacement Policies on The Security of Randomized Cache Architectures

論文の概要: On The Effect of Replacement Policies on The Security of Randomized Cache Architectures

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.06235v1
Date: Mon, 11 Dec 2023 09:21:43 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2024-03-18 12:36:38.845147
Title: On The Effect of Replacement Policies on The Security of Randomized Cache Architectures
Title（参考訳）: ランダム化キャッシュアーキテクチャのセキュリティに対する置換ポリシーの影響について
Authors: Moritz Peters, Nicolas Gaudin, Jan Philipp Thoma, Vianney Lapôtre, Pascal Cotret, Guy Gogniat, Tim Güneysu,
Abstract要約: 新たなポリシであるVARP-64による消去セットの構築には,ランダムな置換ポリシよりも25倍以上のキャッシュアクセスが必要であることを示す。我々は2つの新しい代替政策を開発し、Prime+Prune+Probe攻撃者に対するセキュリティに関して、合計5つの代替政策を評価する。
参考スコア（独自算出の注目度）: 3.657370759311754
License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
Abstract: Randomizing the mapping of addresses to cache entries has proven to be an effective technique for hardening caches against contention-based attacks like Prime+Prome. While attacks and defenses are still evolving, it is clear that randomized caches significantly increase the security against such attacks. However, one aspect that is missing from most analyses of randomized cache architectures is the choice of the replacement policy. Often, only the random- and LRU replacement policies are investigated. However, LRU is not applicable to randomized caches due to its immense hardware overhead, while the random replacement policy is not ideal from a performance and security perspective. In this paper, we explore replacement policies for randomized caches. We develop two new replacement policies and evaluate a total of five replacement policies regarding their security against Prime+Prune+Probe attackers. Moreover, we analyze the effect of the replacement policy on the system's performance and quantify the introduced hardware overhead. We implement randomized caches with configurable replacement policies in software and hardware using a custom cache simulator, gem5, and the CV32E40P RISC-V core. Among others, we show that the construction of eviction sets with our new policy, VARP-64, requires over 25-times more cache accesses than with the random replacement policy while also enhancing overall performance.
Abstract（参考訳）: アドレスのキャッシュエントリへのマッピングのランダム化は、Prime+Promeのような競合ベースの攻撃に対してキャッシュを硬化させる効果的なテクニックであることが証明されている。攻撃と防御はまだ進化を続けているが、ランダム化されたキャッシュがこのような攻撃に対するセキュリティを著しく向上させることは明らかである。しかし、ランダム化されたキャッシュアーキテクチャのほとんどの分析から欠落している側面は、置換ポリシーの選択である。多くの場合、ランダムおよびLRU置換ポリシーのみが検討される。しかし、LRUはハードウェアのオーバーヘッドが大きいためランダム化されたキャッシュには適用できないが、ランダムな置換ポリシーはパフォーマンスとセキュリティの観点からは理想的ではない。本稿では,ランダム化キャッシュの代替ポリシーについて検討する。我々は2つの新しい代替政策を開発し、Prime+Prune+Probe攻撃者に対するセキュリティに関して、合計5つの代替政策を評価する。さらに、置換ポリシーがシステムの性能に与える影響を分析し、導入したハードウェアのオーバーヘッドを定量化する。我々は,ソフトウェアとハードウェアに,独自のキャッシュシミュレータ gem5 と CV32E40P RISC-V コアを用いたランダム化キャッシュを実装した。中でも,新たなポリシであるVARP-64では,ランダムな置換ポリシよりも25回以上のキャッシュアクセスが必要であり,全体的な性能も向上することを示す。

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