論文の概要: Targeted Wearout Attacks in Microprocessor Cores

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.16868v1
• Date: Sat, 23 Aug 2025 01:54:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-26 18:43:45.225772
• Title: Targeted Wearout Attacks in Microprocessor Cores
• Title（参考訳）: マイクロプロセッサコアにおける目標ウェアラブルアタック
• Authors: Joshua Mashburn, Johann Knechtel, Florian Klemme, Hussam Amrouch, Ozgur Sinanoglu, Paul V. Gratz,
• Abstract要約: 負バイアス温度不安定は、マイクロプロセッサなどのナノスケールCMOS回路において支配的な老化機構である。 この入力への依存は、論理のターゲットパスが意図的に劣化する可能性のあるタイミング障害注入攻撃を意味する。 我々は、攻撃者がそのような攻撃を利用でき、同一のユニットを使用した共実行の被害者アプリケーションにおいて、ターゲットデータとサイレントデータの破損につながることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.495992039370893
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Negative-Bias Temperature Instability is a dominant aging mechanism in nanoscale CMOS circuits such as microprocessors. With this aging mechanism, the rate of device aging is dependent not only on overall operating conditions, such as heat, but also on user controllable inputs to the transistors. This dependence on input implies a possible timing fault-injection attack wherein a targeted path of logic is intentionally degraded through the purposeful, software-driven actions of an attacker, rendering a targeted bit effectively stuck. In this work, we describe such an attack mechanism, which we dub a "$\textbf{Targeted Wearout Attack}$", wherein an attacker with sufficient knowledge of the processor core, executing a carefully crafted software program with only user privilege, is able to degrade a functional unit within the processor with the aim of eliciting a particular desired incorrect calculation in a victim application. Here we give a general methodology for the attack. We then demonstrate a case study where a targeted path within the fused multiply-add pipeline in a RISC-V CPU sees a $>7x$ increase in wear over time than would be experienced under typical workloads. We show that an attacker could leverage such an attack, leading to targeted and silent data corruption in a co-running victim application using the same unit.
• Abstract（参考訳）: 負バイアス温度不安定は、マイクロプロセッサなどのナノスケールCMOS回路において支配的な老化機構である。 この老化機構では、デバイス老化の速度は、熱などの全体の動作条件だけでなく、トランジスタへのユーザ制御可能な入力にも依存する。 この入力への依存は、論理の目的のパスがアタッカーの目的のソフトウェア駆動のアクションによって意図的に劣化し、ターゲットのビットが効果的に立ち往生する可能性のあるタイミング障害発生攻撃を意味する。 本稿では,プロセッサコアの十分な知識を持つ攻撃者が,ユーザ権限のみで慎重に構築されたソフトウェアプログラムを実行し,特定の望まない計算を犠牲アプリケーションで引き出す目的で,プロセッサ内の機能ユニットを分解することができるような攻撃機構について述べる。 ここでは、攻撃の一般的な方法論を示す。 次に、RISC-V CPUの融合マルチプライアッドパイプライン内のターゲットパスが、典型的なワークロードで経験されるよりも、時間の経過とともに7x$の摩耗が増加するというケーススタディを示す。 我々は、攻撃者がそのような攻撃を利用でき、同一のユニットを使用した共実行の被害者アプリケーションにおいて、ターゲットデータとサイレントデータの破損につながることを示す。

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