論文の概要: Partitioned Tags, Shared Data: Reconciling Strict Cache Isolation with Write-Shared Coherence
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.12259v1
- Date: Wed, 10 Jun 2026 16:04:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-18 14:09:22.903111
- Title: Partitioned Tags, Shared Data: Reconciling Strict Cache Isolation with Write-Shared Coherence
- Title（参考訳）: 分割タグと共有データ: 書き込み共有コヒーレンスによるStrict Cache分離の再構築
- Authors: Kartik Ramkrishnan, Stephen McCamant, Antonia Zhai, Pen Chung Yew,
- Abstract要約: キャッシュパーティショニングは、エビクションベースのキャッシュサイドチャネルに対する最も強力な構造的防御の1つである。
SCP(Secure and Coherent Partitioning)は、厳密な排除分離と書き込み共有コヒーレンスを組み合わせたものである。
gem5の実装に使用するSCPは、より洗練されたキャッシュ攻撃の基礎となるPrime+ProbeとFlush+Reloadを緩和する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.668475245147664
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: Cache partitioning is among the strongest structural defenses against eviction-based cache side channels, yet a decade-old design issue has blocked its widespread deployment in secure shared-OS settings. The issue is that write-shared coherence collapses under strict partitioning. We present SCP (Secure and Coherent Partitioning), which combines strict eviction isolation with write-shared coherence by partitioning only the tags, sharing a single data pool, and sizing the data pool so capacity-driven cross-partition eviction cannot occur. Timing obfuscation extends protections to the inter-partition lookup path. Coherence-based leakage on shared-writeable lines is mitigated by routing those writes through to the LLC once a leakage threshold is crossed, which makes attacker write probe latency independent of victim activity. Using gem5 for implementation, SCP mitigates Prime+Probe and Flush+Reload, which are the basis for more sophisticated cache attacks. We also demonstrate that a shared-writeable-line attack is mitigated. All these attacks yield results no better than random guessing. SCP's hardware cost is a modest +2.8% LLC SRAM. Performance matches DAWG within 0.3% IPC on the SPEC CPU2017 benchmarks that we evaluated. Sharing-intensive microbenchmarks demonstrate a tunable security-performance tradeoff based on a system-specified leakage threshold.
- Abstract（参考訳）: キャッシュパーティショニングは、エビクションベースのキャッシュサイドチャネルに対する最も強力な構造的防御の1つだが、10年前の設計問題により、セキュアな共有OS設定への広範なデプロイがブロックされている。
問題は、厳密なパーティショニングの下で、書き込み共有コヒーレンスが崩壊することです。
SCP(Secure and Coherent Partitioning)は,タグのみを分割し,単一のデータプールを共有し,データプールをサイズ化して,キャパシティ駆動によるクロスパーティションの排除が発生しないようにすることで,厳密な退避分離と書き込み共有コヒーレンスを組み合わせたものである。
タイミング難読化は、保護をパーティション間ルックアップパスに拡張する。
共有書き込み可能な行に対するコヒーレンスベースのリークは、リークしきい値が越えればLLCに書き込みをルーティングすることで軽減される。
gem5の実装に使用するSCPは、より洗練されたキャッシュ攻撃の基礎となるPrime+ProbeとFlush+Reloadを緩和する。
また、共有-書き込み-行攻撃が軽減されることを示す。
これらの攻撃は、ランダムな推測よりも良い結果をもたらす。
SCPのハードウェアコストはモデスト+2.8% LLC SRAMである。
評価したSPEC CPU2017ベンチマークでは, DAWGは0.3%のICCで一致した。
共有集約マイクロベンチマークは、システム固有のリークしきい値に基づいて、変更可能なセキュリティパフォーマンストレードオフを示す。
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