論文の概要: ShieldMMU: Detecting and Defending against Controlled-Channel Attacks in Shielding Memory System

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.03879v1
• Date: Thu, 04 Sep 2025 04:34:34 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-05 20:21:10.051328
• Title: ShieldMMU: Detecting and Defending against Controlled-Channel Attacks in Shielding Memory System
• Title（参考訳）: ShieldMMU:シールドメモリシステムにおける制御チャネル攻撃の検出と防御
• Authors: Gang Liu, Ningjie Li, Cen Chen,
• Abstract要約: Intel SGXとハイパーバイザは、非特権プログラムを他のソフトウェアから分離し、機密性と完全性を保証する。 サイドチャネル攻撃はIntel SGXのセキュリティを脅かし続けており、悪意のあるOSがPTEの現在のビットを操作し、ページフォールトを誘導し、メモリアクセストレースを盗むことができる。 本稿では、制御チャネル攻撃を緩和するための総合的なソリューションであるShieldMMUを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.076955114545214
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Intel SGX and hypervisors isolate non-privileged programs from other software, ensuring confidentiality and integrity. However, side-channel attacks continue to threaten Intel SGX's security, enabling malicious OS to manipulate PTE present bits, induce page faults, and steal memory access traces. Despite extensive research, existing defenses focus on detection or rely on impractical solutions. This paper presents ShieldMMU, a comprehensive solution for mitigating controlled channel attacks, balancing compatibility, performance, and usability. Leveraging a Merkle Tree-inspired Defense Tree (DD-Tree), ShieldMMU protects PTE integrity by detecting, locating, and restoring attacked PTEs. It identifies MMU page table lookup events and side-channel attacks, promptly restoring PTE parameters to prevent page fault traps and ensure secure non-privileged application operation within SGX. Our experiments confirm ShieldMMU's enhanced security and acceptable latency performance.
• Abstract（参考訳）: Intel SGXとハイパーバイザは、非特権プログラムを他のソフトウェアから分離し、機密性と完全性を保証する。 しかし、サイドチャネル攻撃はIntel SGXのセキュリティを脅かし続けており、悪意のあるOSがPTEの現在のビットを操作し、ページフォールトを誘導し、メモリアクセストレースを盗むことができる。 大規模な研究にもかかわらず、既存の防衛は検出に焦点をあてたり、非現実的な解決策に頼ったりしている。 本稿では、制御チャネル攻撃を緩和し、互換性、性能、ユーザビリティのバランスをとるための総合的なソリューションであるShieldMMUを提案する。 Merkle Treeにインスパイアされたディフェンスツリー(DD-Tree)を活用することで、ShieldMMUは攻撃されたPTEを検出し、配置し、復元することでPTEの完全性を保護する。 MMUページテーブルのルックアップイベントとサイドチャネルアタックを識別し、PTEパラメータを即座に復元してページフォールトトラップを防止し、SGX内の非特権アプリケーション操作を確実にする。 実験により,ShieldMMUのセキュリティと許容レイテンシ性能が向上していることが確認された。

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