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diff --git a/chap/chap3.tex b/chap/chap3.tex index 68baf93..5cde315 100644 --- a/chap/chap3.tex +++ b/chap/chap3.tex @@ -14,7 +14,7 @@ Meltdown 攻击的方案。它的作用是在用户空间中去除内核空间 得用户空间的执行的指令无法访问内核空间的存储区域。 防御 Meltdown 型攻击的第二种方法是阻止异常的产生。例如对于 LazyFP，最 -新的 Linux 内核在上下文切换时，对所有进程都会保存和恢复浮点寄存器，从 +新的 Linux 内核在上下文切换时，会保存和恢复所有进程的浮点寄存器，从 而用户程序使用浮点寄存器都不会产生异常，从而消除这种攻击。 \section{Spectre 型攻击的防御} @@ -140,12 +140,12 @@ SafeSpec\supercite{safespec}提出了一种设计原则保护处理器免受推 虽然 SafeSpec 原则上很简单，但必须解决许多与其安全性，复杂性和性能相关的 问题。 -将状态从影子状态移动到提交状态有两种选择。第一种选择是等待分支（Wait +将状态从影子状态移动到提交状态的时机有两种选择。第一种选择是等待分支（Wait For Branch，WFB），当一个指令依赖的所有分支结果都已经得出时，这个指 -令不再是推测式执行的指令。WFB 可以防御 Spectre v1 和 v2,它们依赖于错误 -的分支预测，没有任何错误的推测式执行产生的状态进入提交状态。而 -Meltdown 不依赖于分支预测，因此 WFB 不能防御 Meltdown. 第二种选择是等 -待提交（Wait For Commit，WFC），在指令提交的时候，才将推测式执行产生的 +令不再是推测式执行的指令。WFB 可以防御利用错误分支预测的 Spectre v1 和 v2， +在分支结果得出前，错误的推测式执行产生的结果不会进入提交状态。 +Meltdown 不依赖于分支预测，因此 WFB 不能防御 Meltdown，需要采用等 +待提交（Wait For Commit，WFC）这种选择，在指令提交的时候，才将推测式执行产生的 状态更新至提交状态。 影子状态的大小是另一个设计选择。如果保存影子状态的结构太小，则会导致推 @@ -179,7 +179,7 @@ SafeSpec 原则可以用于在推测式执行中保护缓存和 TLB，方法是 结构移动至缓存。如果指令被丢弃，则释放影子结构对应的一项。在这种设计 中，被丢弃的推测式执行的装载指令不但不会修改缓存中的内容，也不会改变 缓存替换算法的状态。 -\item 指令缓存：构造一种利用指令缓存的 Spectre 攻击是可能的，因此指令 +\item 指令缓存：Spectre 攻击也可以利用指令缓存侧信道，因此指令 缓存也需要保护，方法和数据缓存类似。 \item TLB：TLB 也可以作为隐蔽信道使用，攻击者可以检查访问一个页的时间 判断 TLB 是否命中。现代处理器进行地址翻译是个复杂的过程，在访问页表 @@ -197,7 +197,8 @@ SafeSpec 原则可以用于在推测式执行中保护缓存和 TLB，方法是 InvisiSpec \supercite{invisispec} 使推测式执行产生的副作用在数据缓存中 不可见，从而可以防御利用推测式执行的攻击。它的目标是阻止由推测式执行的 装载操作产生的微体系结构侧信道和隐蔽信道，如缓存占用、缓存行替换算法信息、 -缓存一致性状态等。和 SafeSpec 不同，InvisiSpec 支持多处理器。 +缓存一致性状态等。InvisiSpec 和 SafeSpec 相似，但是考虑了内存一致性， +支持多处理器核的系统。 Spectre 等攻击由暂态指令引起，为了定义 InvisiSpec 的攻击模型， 表\ref{tab:transient_insn}列出了各种攻击中暂态指令的来源。InvisiSpec 关 @@ -443,7 +444,7 @@ DAWG 的目标是阻止任何攻击者和受害者安全域之间的基于缓存 的路之内。在此之上，缓存所带的元数据，如替换策略的状态，也要在保护域内 定义，并安全地划分。 -图\ref{fig:dawg-cache}展示了 DAWG 缓存的结构。处理器中增加几个 MSR，用 +图\ref{fig:dawg-cache}展示了 DAWG 缓存的结构。处理器中增加几个型号特定寄存器（MSR），用 于记录处理器当前所在的保护域，和保护域的策略。每个逻辑核在访问存储器时 均带有一个域标识字段。 @@ -543,7 +544,7 @@ fence 操作的设计上有以下考虑： 条件推测式执行（Conditional Speculation） \supercite{conditional-speculation} 是一种检测推测式执行中的潜在的泄露 数据的指令，并阻止其执行的方法。为了检测可能在推测式执行中泄露数据的指 -令，此工作提出安全依赖（security dependence）的概念，类似于数据依赖和 +令，此工作提出\emph{安全依赖（security dependence）}的概念，类似于数据依赖和 控制依赖，执行存在安全依赖的指令则产生安全冒险。这种新的依赖用于描述具 有潜在的泄漏微体系结构信息的安全风险的推测性执行的指令。对于信道 $c$， 指令 $j$ 安全依赖于指令 $i$，如果： |