論文の概要: Okapi: Efficiently Safeguarding Speculative Data Accesses in Sandboxed Environments
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.08156v2
- Date: Tue, 23 Apr 2024 12:29:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-24 19:25:53.164378
- Title: Okapi: Efficiently Safeguarding Speculative Data Accesses in Sandboxed Environments
- Title（参考訳）: OKpi: サンドボックス環境での投機的データアクセスを効果的に保護する
- Authors: Philipp Schmitz, Tobias Jauch, Alex Wezel, Mohammad R. Fadiheh, Thore Tiemann, Jonah Heller, Thomas Eisenbarth, Dominik Stoffel, Wolfgang Kunz,
- Abstract要約: 本稿では,一過性実行側チャネル攻撃を緩和するハードウェア/ソフトウェアクロスレイヤアーキテクチャであるOkapiを紹介する。
Okapiは、投機的実行のためにサンドボックスを強制し、ソフトウェアの高価な投機障壁を置き換えるハードウェア基盤を提供する。
厳しいセキュリティニーズの少ない環境では、Okapiの機能は無効にすることで、すべてのパフォーマンスオーバーヘッドを取り除くことができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.365587458495358
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: This paper introduces Okapi, a new hardware/software cross-layer architecture designed to mitigate Transient Execution Side Channel (TES) attacks in modern computing systems. Okapi enforces sandboxing for speculative execution, providing a hardware basis that can replace expensive speculation barriers in software. At its core, Okapi allows for speculative data accesses to a memory page only after the page has been accessed non-speculatively at least once by the current trust domain. The granularity of the trust domains can be controlled in software to achieve different security and performance trade-offs. For environments with less stringent security needs, Okapi's features can be deactivated to remove all performance overhead. Without relying on any software modification, the Okapi hardware features already provide full protection against TES breakout attacks at a thread-level granularity. This incurs an average performance overhead of only 3.17% for the SPEC CPU2017 benchmark suite. Okapi introduces the OkapiReset instruction for additional software-level security support. This instruction allows for fine-grained sandboxing with custom program sizes smaller than a thread, resulting in 1.68% performance overhead in our WebAssembly runtime experiment. On top, Okapi provides the possibility to eliminate poisoning attacks. For the highest level of security, the OkapiLoad instruction prevents confidential data from being added to the trust domain after a sequential access, thereby enforcing weak speculative non-interference. In addition, we present a hardware extension that limits the exploitable code space for Spectre gadgets to well-defined sections of the program. By ensuring the absence of gadgets in these sections, developers can tailor their software towards achieving beneficial trade-offs between the size of a trust domain and performance.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,現代のコンピュータシステムにおける一過性実行側チャネル(TES)攻撃を緩和するハードウェア/ソフトウェアクロスレイヤーアーキテクチャであるOkapiを紹介する。
Okapiは、投機的実行のためにサンドボックスを強制し、ソフトウェアの高価な投機障壁を置き換えるハードウェア基盤を提供する。
コアとなるのは、現在の信頼ドメインによって少なくとも1回は、ページが非投機的にアクセスされた後にのみ、メモリページへの投機的なデータアクセスを可能にすることである。
信頼ドメインの粒度はソフトウェアで制御でき、異なるセキュリティとパフォーマンスのトレードオフを達成することができる。
厳しいセキュリティニーズの少ない環境では、Okapiの機能は無効にすることで、すべてのパフォーマンスオーバーヘッドを取り除くことができる。
ソフトウェアの変更を一切頼りにすることなく、Okapiのハードウェア機能は、スレッドレベルの粒度でのTESブレークアウト攻撃に対して、すでに完全な保護を提供している。
これによりSPEC CPU2017ベンチマークスイートでは平均的なパフォーマンスオーバーヘッドは3.17%に過ぎなかった。
Okapiは、追加のソフトウェアレベルのセキュリティサポートのためのOkapiReset命令を導入した。
この命令により、スレッドよりも小さなカスタムプログラムサイズで粒度の細かいサンドボックス化が可能になり、WebAssemblyランタイム実験では1.68%のパフォーマンスオーバーヘッドが発生します。
その上、岡ピは毒殺の可能性を秘めている。
最高レベルのセキュリティのために、OkapiLoad命令は、シーケンシャルアクセス後に機密データがトラストドメインに追加されることを防ぎ、弱い投機的非干渉を強制する。
さらに、Spectreガジェットのコード空間をプログラムの明確に定義されたセクションに制限するハードウェア拡張を提案する。
これらのセクションにガジェットがないことを保証することで、開発者は、信頼ドメインのサイズとパフォーマンスの間の良好なトレードオフを達成するために、ソフトウェアを調整できる。
関連論文リスト
- Preventing Rowhammer Exploits via Low-Cost Domain-Aware Memory Allocation [46.268703252557316]
Rowhammerは、最新のDRAMベースのメモリを持つすべてのシステムの中心にあるハードウェアセキュリティの脆弱性である。
C Citadelは、Rowhammerの初期セキュリティエクスプロイトを防ぐ新しいメモリアロケータ設計である。
C Citadelは数千のセキュリティドメインを、平均7.4%のメモリオーバーヘッドでサポートし、パフォーマンスを損なわない。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-09-23T18:41:14Z) - Data-Oblivious ML Accelerators using Hardware Security Extensions [9.716425897388875]
アウトソース計算は、クライアントデータの機密性を危険にさらす可能性がある。
Gemmini行列乗算加速器にDIFTを適用したDolmaを開発した。
Dolmaは大きな構成で低いオーバーヘッドを発生させることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-29T21:34:29Z) - HasTEE+ : Confidential Cloud Computing and Analytics with Haskell [50.994023665559496]
信頼性コンピューティングは、Trusted Execution Environments(TEEs)と呼ばれる特別なハードウェア隔離ユニットを使用して、コテナントクラウドデプロイメントにおける機密コードとデータの保護を可能にする。
低レベルのC/C++ベースのツールチェーンを提供するTEEは、固有のメモリ安全性の脆弱性の影響を受けやすく、明示的で暗黙的な情報フローのリークを監視するための言語構造が欠如している。
私たちは、Haskellに埋め込まれたドメイン固有言語(cla)であるHasTEE+を使って、上記の問題に対処します。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-17T00:56:23Z) - Putting a Padlock on Lambda -- Integrating vTPMs into AWS Firecracker [49.1574468325115]
ソフトウェアサービスは、明確な信頼関係なしに、クラウドプロバイダに対して暗黙の信頼を置いている。
現在、Trusted Platform Module機能を公開するクラウドプロバイダは存在しない。
仮想TPMデバイスをAmazon Web Servicesによって開発されたFirecrackerに統合することで信頼性を向上させる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-05T13:13:55Z) - SyzTrust: State-aware Fuzzing on Trusted OS Designed for IoT Devices [67.65883495888258]
我々は、リソース制限されたTrusted OSのセキュリティを検証するための、最初の状態認識ファジィフレームワークであるSyzTrustを紹介する。
SyzTrustはハードウェア支援フレームワークを採用し、IoTデバイス上でTrusted OSを直接ファジングできるようにする。
我々は、Samsung、Tsinglink Cloud、Ali Cloudの3つの主要なベンダーからSyzTrust on Trusted OSを評価した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-26T08:11:38Z) - Poster: Control-Flow Integrity in Low-end Embedded Devices [12.193184827858326]
この作業は、実行時の攻撃に対してソフトウェア実行の完全性を保証するアーキテクチャを構築する。
それは、ソフトウェア不変性を保証する低コストのアクティブなRoot-of-Trust(RoT)であるCASUの上に構築されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-19T07:52:43Z) - Citadel: Real-World Hardware-Software Contracts for Secure Enclaves Through Microarchitectural Isolation and Controlled Speculation [8.414722884952525]
セキュアなエンクレーブのようなハードウェアアイソレーションプリミティブは、プログラムを保護することを目的としているが、一時的な実行攻撃には弱いままである。
本稿では,マイクロアーキテクチャの分離プリミティブと制御された投機機構をプロセッサに組み込むことを提唱する。
命令外プロセッサにおいて、エンクレーブと信頼できないOS間でメモリを安全に共有する2つのメカニズムを導入する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-26T17:51:23Z) - Building Your Own Trusted Execution Environments Using FPGA [16.206300249987354]
BYOTee(Build Your Own Trusted Execution Environments)は、複数のセキュアなエンクレーブを構築するための、使いやすいインフラである。
BYOTeeは、FPGAの要求に応じて、ソフトコアCPU、ブロックRAM、周辺接続を含むカスタマイズされたハードウェアTCBでエンクレーブを作成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-08T17:22:52Z) - Quantum copy-protection of compute-and-compare programs in the quantum random oracle model [48.94443749859216]
計算・比較プログラム(Computer-and-compare program)として知られる回避関数のクラスに対する量子コピー保護スキームを導入する。
我々は,量子乱数オラクルモデル(QROM)において,完全悪意のある敵に対する非自明なセキュリティを実現することを証明した。
補完的な結果として、「セキュアソフトウェアリース」という,ソフトウェア保護の概念の弱さが示される。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-29T08:41:53Z) - Adversarial EXEmples: A Survey and Experimental Evaluation of Practical
Attacks on Machine Learning for Windows Malware Detection [67.53296659361598]
EXEmplesは、比較的少ない入力バイトを摂動することで、機械学習に基づく検出をバイパスすることができる。
我々は、機械学習モデルに対する過去の攻撃を包含し、一般化するだけでなく、3つの新たな攻撃を含む統一フレームワークを開発する。
これらの攻撃はFull DOS、Extended、Shiftと呼ばれ、DOSヘッダをそれぞれ操作し、拡張し、第1セクションの内容を変更することで、敵のペイロードを注入する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-08-17T07:16:57Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。