Pensieve: Microarchitectural Modeling for Security Evaluation
Pensieve: Microarchitectural Modeling for Security Evaluation
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Pensieve：用于安全评估的微架构建模
DOI：
10.1145/3579371.3589094
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Yan, Mengjia
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yang, Yuheng;Bourgeat, Thomas;Lau, Stella;Yan, Mengjia
计算机体系结构中的传统建模方法旨在获得处理器设计的性能、面积和能量的准确估计。随着投机执行攻击及其安全问题的出现，这些传统的建模技术不足时，用于防御这些attacks.Pensieve，针对早期阶段的微架构防御投机执行攻击的安全评估框架。在核心部分，它引入了一个建模规则，用于系统地研究早期防御。这一原则使我们能够覆盖功能等效的设计空间，同时精确捕获由于资源争用和微架构优化而导致的时序变化。我们实现了一个模型检查框架，自动发现设计中的漏洞。我们使用冥想盆来评估一系列最先进的隐形投机防御计划，包括延迟未命中，Increased Spec和GhostMinion，针对正式定义的安全属性，投机不干涉。冥想盆在所有这些防御中都发现了类似幽灵的攻击，包括一种新的投机干扰攻击变体，它可以打破最新的防御之一GhostMinion。
Traditional modeling approaches in computer architecture aim to obtain an accurate estimation of performance, area, and energy of a processor design. With the advent of speculative execution attacks and their security concerns, these traditional modeling techniques fall short when used for security evaluation of defenses against these attacks.This paper presents Pensieve, a security evaluation framework targeting early-stage microarchitectural defenses against speculative execution attacks. At the core, it introduces a modeling discipline for systematically studying early-stage defenses. This discipline allows us to cover a space of designs that are functionally equivalent while precisely capturing timing variations due to resource contention and microarchitectural optimizations. We implement a model checking framework to automatically find vulnerabilities in designs. We use Pensieve to evaluate a series of state-of-the-art invisible speculation defense schemes, including Delay-on-Miss, InvisiSpec, and GhostMinion, against a formally defined security property, speculative non-interference. Pensieve finds Spectre-like attacks in all those defenses, including a new speculative interference attack variant that breaks GhostMinion, one of the latest defenses.
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DOI：
10.1145/3314221.3314647
发表时间：
2019-04
期刊：
Proceedings of the 40th ACM SIGPLAN Conference on Programming Language Design and Implementation
影响因子：
--
作者：
Meng Wu;Chao Wang
通讯作者：
Meng Wu;Chao Wang
DOI：
--
发表时间：
2021
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Kevin Loughlin;Ian Neal;Jiacheng Ma;Elisa Tsai;Ofir Weisse;S. Narayanasamy;Baris Kasikci
通讯作者：
Kevin Loughlin;Ian Neal;Jiacheng Ma;Elisa Tsai;Ofir Weisse;S. Narayanasamy;Baris Kasikci
DOI：
10.1145/3385412.3385970
发表时间：
2019-10
期刊：
Proceedings of the 41st ACM SIGPLAN Conference on Programming Language Design and Implementation
影响因子：
--
作者：
Sunjay Cauligi;Craig Disselkoen;K. V. Gleissenthall;D. Tullsen;D. Stefan;Tamara Rezk;G. Barthe
通讯作者：
Sunjay Cauligi;Craig Disselkoen;K. V. Gleissenthall;D. Tullsen;D. Stefan;Tamara Rezk;G. Barthe
一种用于有限状态硬件控制器的组合规范和验证的语言
影响因子：
20.6
作者：
E. Clarke;D. E. Long;K. McMillan
通讯作者：
K. McMillan
DOI：
10.14722/ndss.2020.23105
发表时间：
2019-12
期刊：
ArXiv
影响因子：
--
作者：
Yuan Xiao;Yinqian Zhang;R. Teodorescu
通讯作者：
Yuan Xiao;Yinqian Zhang;R. Teodorescu