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面向缓存侧信道攻击防护的快速刷写技术
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作者 郑帅 徐向荣 +8 位作者 肖利民 刘浩 谢喜龙 杨睿 阮利 廖晓坚 刘善峰 张万才 王良 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第9期3178-3186,共9页
缓存作为处理器中缓解主存访问延迟的重要结构,在提升系统性能的同时,其共享性也为攻击者实施侧信道攻击提供了条件。近年来,针对数据缓存的多种侧信道攻击手段相继被提出,严重威胁处理器系统的安全性。为应对此类威胁,各类防护策略也... 缓存作为处理器中缓解主存访问延迟的重要结构,在提升系统性能的同时,其共享性也为攻击者实施侧信道攻击提供了条件。近年来,针对数据缓存的多种侧信道攻击手段相继被提出,严重威胁处理器系统的安全性。为应对此类威胁,各类防护策略也不断涌现。现有基于缓存映射随机化的方案通常伴随较高的硬件开销,不适用于资源受限的一级缓存;而基于缓存刷写的方案则存在效率较低的问题。针对上述问题,该文提出基于快速刷写的缓存侧信道攻击缓解技术,通过在数据缓存中引入生存时间标识,在执行缓存刷写时,有选择地执行缓存写回操作,提高缓存刷写效率。该文基于(RISC-V)架构处理器对上述防护策略进行了实现,并在FPGA平台上对其硬件开销进行了评估,相较于原始缓存刷写方法可减少70%左右的刷写执行时间,相比于原有数据缓存结构,所带来的额外硬件逻辑开销为8%左右,引入标记位的额外存储开销仅为0.01%左右。 展开更多
关键词 缓存侧信道攻击 RISC-V安全 缓存刷写
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