Μονάδα:
Τμήμα Πληροφορικής & ΤηλεπικοινωνιώνΠληροφορική
Ημερομηνία κατάθεσης:
2024-08-26
Συγγραφέας:
ΜΟΥΛΚΙΩΤΗΣ ΓΡΗΓΟΡΙΟΣ
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Βασίλειος Καρακώστας, Επίκουρος Καθηγητής, Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών, ΕΚΠΑ
Πρωτότυπος Τίτλος:
Enhanced Techniques for Testing x86 and RISC-V CPUs Against Speculation Contracts
Γλώσσες εργασίας:
Αγγλικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Βελτιωμένες Τεχνικές Δοκιμών x86 και RISC-V Επεξεργαστών Έναντι Συμβολαίων Υποθετικής Εκτέλεσης
Περίληψη:
Οι επιθέσεις υποθετικής εκτέλεσης εκμεταλλεύονται την υποθετική εκτέλεση των νεότερων επεξεργαστών για να διαρεύσουν πληροφορίες σχετικά με την εκτέλεση των προγραμμάτων των θυμάτων κάνοντας χρήση μικροαρχιτεκτονικών πλευρικών καναλιών, όπως οι κρυφές μνήμες. Λόγω των σοβαρών απειλών ασφάλειας που επιβάλλουν οι μικροαρχιτεκτονικές επιθέσεις, προηγούμενες εργασίες επικεντρώθηκαν στην ανάπτυξη διάφορων μεθοδολογιών δοικιμών που στοχεύουν στον αυτόματο εντοπισμό τρωτών σημείων ασφάλειας σε σύγχρονους επεξεργαστές. To Revizor είναι ένα πλαίσιο (framework) δοκιμών σχεσιακού μοντέλου που προτάθηκε πρόσφατα. Παράγει τυχαίες ακολουθίες εντολών και εισόδους για τον εντοπισμό υφιστάμενων και νέων τρωτών σημείων ασφαλείας αξιοποιώντας την έννοια του υποθετικών συμβολαίων. Σε αυτή την πτυχιακή επεκτείνουμε το Revizor με επιπλέον λειτουργικότητα στοχεύοντας επεξεργαστές x86 και RISC-V. Στο κομμάτι του x86, επεκτείνουμε το Revizor ώστε να χρησιμοποιεί χρονικές μετρήσεις για την συλλογή ιχνών υλικού, αντί για μετρητές απόδοσης υλικού. Αυτή η επέκταση επιτρέπει την δοκιμή των επεξεργαστών σε ρεαλιστικές ρυθμίσεις συστήματος στις οποίες η χρήση μετρητών απόδοσης υλικού μπορεί να είναι περιορισμένη στον επιτιθέμενο. Ενισχύουμε επίσης το Revizor ώστε να χρησιμοποιεί την επίθεση πλευρικού καναλιού κρυφής μνήμης Flush+Flush, που έχει προταθεί ως μια γρήγορη και κρυφή επίθεση. Επιπλέον, επεκτείνουμε τον Revizor για να χρησιμοποιεί την κρυφή μνήμη εντολών ως πλευρικό κανάλι για τη συλλογή ιχνών υλικού με την εφαρμογή επιθέσεων κρυφής μνήμης εντολών. Με αυτόν τον τρόπο, αυξάνουμε την κάλυψη δοκιμών των μικροαρχιτεκτονικών στοιχείων των επεξε γαστών πέρα από την κρυφή μνήμη δεδομένων. Στο κομμάτι του RISC-V, επεκτείνουμε το τμήμα εκτέλεσης δοκιμών του Revizor ώστε να υποστηρίζει τη δοκιμή πραγματικών υλοποιήσεων των RISC-V επεξεργαστών, καθώς η τρέχουσα έκδοση υποστηρίζει μόνο δοκιμές που βασίζονται σε προσομοίωση. Τέλος, επαναχρησιμοποιούμε μερικά από τα στοιχεία του Revizor για την αυτόματη αναγνώριση της αρχιτεκτονικής ευπάθειας CycleDrift σε RISC-V επεξεργαστές. Η πειραματική μας αξιολόγηση δείχνει τις δυνατότητες και τηναπόδοση των βελτιωμένων τεχνικών ελέγχουν.
Κύρια θεματική κατηγορία:
Τεχνολογία – Πληροφορική
Λέξεις-κλειδιά:
Ασφάλεια υλικού, μικροαρχιτεκτονικές επιθέσεις πλευρικών καναλιών, επιθέσεις υποθετικής εκτέλεσης εντολών, επιθέσεις κρυφών μνημών, fuzzing, x86, RISC-V
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
3
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
55
