論文の概要: SEA Cache: A Performance-Efficient Countermeasure for Contention-based Attacks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.20027v1
• Date: Thu, 30 May 2024 13:12:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-31 14:28:22.577025
• Title: SEA Cache: A Performance-Efficient Countermeasure for Contention-based Attacks
• Title（参考訳）: SEAキャッシュ: 競合ベースの攻撃に対するパフォーマンス効率の良い対策
• Authors: Xiao Liu, Mark Zwolinski, Basel Halak,
• Abstract要約: 既存のセキュアキャッシュ設計であるCEASER-SHキャッシュを拡張し,SEAキャッシュを提案する。 両方のキャッシュにおける新しいキャッシュ構成は論理的連想性であり、キャッシュラインをマッピングされたキャッシュセットだけでなく、その後のキャッシュセットにも配置することができる。 8の論理的連想性を持つCEASER-SHキャッシュと比較すると、通常の保護ユーザに対して1の論理的連想性を持つSEAキャッシュ、高保護ユーザに対して16のSEAキャッシュは、通常の保護下でのユーザに対して約0.6%減少し、競合ベースの攻撃に対するより優れたセキュリティを提供するCycles Per Instructionペナルティを持つ。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.144828482272047
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Many cache designs have been proposed to guard against contention-based side-channel attacks. One well-known type of cache is the randomized remapping cache. Many randomized remapping caches provide fixed or over protection, which leads to permanent performance degradation, or they provide flexible protection, but sacrifice performance against strong contention-based attacks. To improve the secure cache design, we extend an existing secure cache design, CEASER-SH cache, and propose the SEA cache. The novel cache configurations in both caches are logical associativity, which allows the cache line to be placed not only in its mapped cache set but also in the subsequent cache sets. SEA cache allows each user or each process to have a different local logical associativity. Hence, only those users or processes that request extra protection against contention-based attacks are protected with high logical associativity. Other users or processes can access the cache with lower latency and higher performance. Compared to a CEASER-SH cache with logical associativity of 8, an SEA cache with logical associativity of 1 for normal protection users and 16 for high protection users has a Cycles Per Instruction penalty that is about 0.6% less for users under normal protections and provides better security against contention-based attacks. Based on a 45nm technology library, and compared to a conventional cache, we estimate the power overhead is about 20% and the area overhead is 3.4%.
• Abstract（参考訳）: 競合ベースのサイドチャネル攻撃を防ぐために多くのキャッシュ設計が提案されている。 良く知られたタイプのキャッシュは、ランダム化されたリマッピングキャッシュである。 多くのランダム化されたリマッピングキャッシュは、固定またはオーバープロテクションを提供し、永続的なパフォーマンス劣化を引き起こすか、柔軟なプロテクションを提供するが、強力な競合ベースの攻撃に対するパフォーマンスを犠牲にする。 セキュアキャッシュ設計を改善するため,既存のセキュアキャッシュ設計,CEASER-SHキャッシュを拡張し,SEAキャッシュを提案する。 両方のキャッシュにおける新しいキャッシュ構成は論理的連想性であり、キャッシュラインをマッピングされたキャッシュセットだけでなく、その後のキャッシュセットにも配置することができる。 SEAキャッシュは、各ユーザまたは各プロセスが異なるローカル論理的連想性を持つことを可能にする。 したがって、競合ベースの攻撃に対する追加の保護を要求するユーザーまたはプロセスだけが、高い論理的アソシエーションで保護される。 他のユーザやプロセスは、レイテンシが低く、より高いパフォーマンスでキャッシュにアクセスすることができる。 8の論理的連想性を持つCEASER-SHキャッシュと比較して、通常の保護ユーザに対して1の論理的連想性を持つSEAキャッシュと、高い保護ユーザに対しては16のサイクルパーインストラクションペナルティがあり、通常の保護下でのユーザに対しては約0.6%減少し、競合ベースの攻撃に対してより優れたセキュリティを提供する。 45nm技術ライブラリに基づいて、従来のキャッシュと比較して、電力オーバーヘッドは約20%、面積オーバーヘッドは3.4%と見積もっている。

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