Exploiting Security Vulnerabilities in Intermittent Computing
Exploiting Security Vulnerabilities in Intermittent Computing
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利用间歇计算中的安全漏洞
DOI：
10.1007/978-3-030-05072-6_7
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发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Schaumont, Patrick
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Krishnan, Archanaa;Schaumont, Patrick
能量采集器已经使得能够广泛利用仅基于从环境中采集的能量来操作的超低功率设备。由于所收集的能量的不可预测性，这些设备会频繁断电。它们通过利用间歇计算技术和非易失性存储器在断电后恢复执行。在嵌入式设备中，间歇计算是指一类将系统和应用程序状态的快照作为检查点存储在非易失性存储器中的计算，其用于在断电的情况下恢复系统和应用程序状态。虽然非易失性存储器提供了对电源故障的耐受性，但它们对存储在其中的数据引入了新的漏洞。存储在检查点中的敏感数据在断电后可供攻击者使用，并且最先进的间歇计算技术未能考虑检查点的安全性。在本文中，我们利用间歇计算技术引入的漏洞，使各种实现攻击。在本研究中，我们将重点放在TI的计算通过功率损耗实用程序作为最先进的间歇性计算解决方案的一个例子。首先，我们分析的安全性，或缺乏，在最新的间歇性计算技术的检查点。然后，我们攻击检查点并在非易失性存储器中定位敏感数据。最后，我们使用这些信息攻击AES，以提取密钥。据我们所知，这项工作提出了第一个系统的分析间歇性计算领域存在的安全威胁的严重性。
Energy harvesters have enabled widespread utilization of ultra-low-power devices that operate solely based on the energy harvested from the environment. Due to the unpredictable nature of harvested energy, these devices experience frequent power outages. They resume execution after a power loss by utilizing intermittent computing techniques and non-volatile memory. In embedded devices, intermittent computing refers to a class of computing that stores a snapshot of the system and application state, as a checkpoint, in non-volatile memory, which is used to restore the system and application state in case of power loss. Although non-volatile memory provides tolerance against power failures, they introduce new vulnerabilities to the data stored in them. Sensitive data, stored in a checkpoint, is available to an attacker after a power loss, and the state-of-the-art intermittent computing techniques fail to consider the security of checkpoints. In this paper, we utilize the vulnerabilities introduced by the intermittent computing techniques to enable various implementation attacks. For this study, we focus on TI’s Compute Through Power Loss utility as an example of the state-of-the-art intermittent computing solution. First, we analyze the security, or lack thereof, of checkpoints in the latest intermittent computing techniques. Then, we attack the checkpoints and locate sensitive data in non-volatile memory. Finally, we attack AES using this information to extract the secret key. To the best of our knowledge, this work presents the first systematic analysis of the seriousness of security threats present in the field of intermittent computing.
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