Sabotaging the system boundary: A study of the inter-boundary vulnerability
Sabotaging the system boundary: A study of the inter-boundary vulnerability
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破坏系统边界：边界间脆弱性研究
DOI：
10.1016/j.jisa.2020.102496
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发表时间：
2020-10
影响因子：
5.6
通讯作者：
Lu Kai
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang Pengfei;Zhou Xu;Lu Kai
层次理论是现代计算机系统设计的基础。然而，不同系统层之间的交互部分通常是系统的薄弱环节，容易存在安全缺陷。当跨系统边界进行通信时，未能在共享内存中强制执行所需的同步可能会导致通信伙伴的数据不一致。特别是当不同边界侧之间存在特权差距时，这种数据不一致可能会导致安全漏洞并破坏信任边界。本文提出了边界间脆弱性的概念，并首次对其进行了深入研究。我们研究了系统中容易发生跨边界漏洞的三个典型边界，包括内核-用户边界、硬件-操作系统边界和VMM-客户操作系统边界。然后，基于对115个真实漏洞案例的调查，我们提取了四种漏洞类型，并对每种类型进行了分析，以说明其原理。最后，我们讨论与检测、预防和利用此类漏洞相关的最先进技术，旨在照亮该主题的未来研究。 (C) 2020 Elsevier Ltd. 保留所有权利。
The hierarchy theory is the foundation of the modern computer system design. However, the interaction part between different system layers is usually the weak point of the system, which tends to have security flaws. When communicating across the system boundary, failure to enforce the required synchronization in the shared memory can cause data inconsistency of the communication partners. Especially when there is a privilege gap between different boundary sides, such data inconsistency can lead to security vulnerability and sabotage the trust boundary. In this paper, we propose the concept of inter boundary vulnerability and give the first in-depth study of them. We investigate three typical boundaries in the system that inter-boundary vulnerabilities are prone to occur, including the kernel-user boundary, the hardware-OS boundary, and the VMM-guest OS boundary. Then, based on the investigation of 115 real-world vulnerability cases, we extract four vulnerability types and provide analysis for each type to illustrate the principle. Finally, we discuss the state-of-the-art techniques that are relevant to the detection, prevention, and exploitation of such vulnerabilities, aiming to light the future research on this topic. (C) 2020 Elsevier Ltd. All rights reserved.
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DOI：
10.1002/cpe.5160
发表时间：
2019-02
期刊：
Concurrency and Computation: Practice and Experience
影响因子：
--
作者：
Pengfei Wang;J. Krinke;Xu Zhou;Kai Lu
通讯作者：
Pengfei Wang;J. Krinke;Xu Zhou;Kai Lu
DOI：
10.1145/945445.945462
发表时间：
2003-10
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Paul Barham;Boris Dragovic;K. Fraser;S. Hand;T. Harris;Alex Ho;R. Neugebauer;I. Pratt;A. Warfie
通讯作者：
Paul Barham;Boris Dragovic;K. Fraser;S. Hand;T. Harris;Alex Ho;R. Neugebauer;I. Pratt;A. Warfie
影响因子：
0.7
作者：
Kai Lu;Pengfei Wang;Gen Li;Xu Zhou
通讯作者：
Kai Lu;Pengfei Wang;Gen Li;Xu Zhou
DOI：
10.1145/1168857.1168864
发表时间：
2006-10
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Shan Lu;Joseph A. Tucek;Feng Qin;Yuanyuan Zhou
通讯作者：
Shan Lu;Joseph A. Tucek;Feng Qin;Yuanyuan Zhou
DOI：
--
发表时间：
1992
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
A. Tanenbaum
通讯作者：
A. Tanenbaum