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\chapter{Meltdown和Spectre攻击的防御方案分析}
\section{Meltdown型攻击的防御}
Meltdown型攻击利用了瞬时指令可以读取体系结构层次上不可访问的数据,并且用此数据做计算。因此一种防御方式是使体系结构层次上不可访问的数据,在微架构层次上仍然不可访问。
KAISER\supercite{kaiser}是一种已经部署在 Linux 内核上的一种防御
Meltdown 攻击的方案。它的作用是在用户空间中去除内核空间的地址映射,使
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。
\section{Spectre型攻击的防御}
Spectre 型攻击的防御方案可以分为三类:阻止推测式执行、防止瞬时指令访问
秘密数据、切断隐蔽信道或降低隐蔽信道的精度。
\subsection{软件防御方案}
为了防御Spectre v1,Intel和AMD建议在分支指令后插入lfence指令阻止推测式
执行。由于lfence性能开销大,LLVM提出推测式装载指令加固(Speculative
Load Hardening)\supercite{spec-load-hardening} 技术,它的作用是在指
令流中添加数据相关,使得装载指令使用的地址依赖于分支结果。
retpoline\supercite{retpoline} 是 Google 提出的防御 Spectre-BTB 的方法。
它的作用是把程序中的间接转移指令修改为一个指令序列,最终使用 ret 指令
完成跳转,从而使用 RSB 而不是 BTB 来进行间接转移的转移预测。
% index masking
% poison value
% site isolation
% timer reduction
\subsection{硬件防御方案}
\subsubsection{SafeSpec}
\supercite{safespec}
\subsubsection{InvisiSpec}
\supercite{invisispec}
\subsubsection{DAWG}
\supercite{dawg}
\subsubsection{Context-Sensitive Fencing}
\supercite{context-sensitive-fencing}
\subsubsection{Conditional Speculation}
\supercite{conditional-speculation}
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