12、硬件安全：应对隐蔽通道与侧信道攻击

硬件安全：应对隐蔽通道与侧信道攻击

1. 限制隐蔽和侧信道攻击的现有方法

在限制隐蔽和侧信道攻击时，一种方法是枚举可被主体引用或修改的资源，并仔细检查每个资源，看其是否可用于在主体间隐蔽传输信息。共享资源矩阵的行代表所有共享资源以及主体可见的资源属性，每列对应一个操作。通过识别引用或修改属性的操作来确定矩阵的条目。当发送者和接收者能够访问共享对象的同一属性，且发送者可修改、接收者可引用时，矩阵就能揭示这种情况。不过，隐蔽通道还需要一种机制来启动发送者和接收者的进程，并对其访问进行排序。

2. 缓存干扰

• 单核处理器：在单核处理器上，通常通过在不同安全域执行之间（如进程上下文切换时）对缓存进行归一化（如清空所有缓存行）来处理缓存干扰。但从片外内存补充缓存非常耗时，为此人们开发了各种技术以避免不必要的操作。
• 支持并发执行的处理器：对于支持并发执行的处理器，如芯片多处理器（CMP）、具有同步多线程（SMT）的单核计算机以及具有缓存一致性机制的对称多处理器（SMP）系统，上述方法无效。因为这些系统中对缓存的访问比进程切换更精细，微架构干扰成为重大挑战，常规操作系统虚拟化技术难以有效解决。近期研究成果不一，例如：
  • 缓存分区：可按策略等价类对缓存进行物理或逻辑分区（若硬件支持虚拟缓存），但物理分区需修改处理器，且两种分区都会减小有效缓存大小。
  • 缓存禁用：有多种缓存禁用方式，从完全关闭到针对特定核心或进程关闭，但都会导致响应时间增加。 <