什麼是魔戒：側通道攻擊以及結果如何
最近一篇論文將出現在 USENIX Security 2021 上，標題為
魔戒：對 CPU 片上環互連的側通道攻擊是實用的 Riccardo Paccagnella Licheng Luo Christopher W. Fletcher
他們能夠使用之前利用的英特爾 CPU 的環形互連功能。他們聲稱可以提取 RSA 和 EdDSA 密鑰以及擊鍵時間。
- 這種攻擊在高層是如何運作的？
- 對他的攻擊有什麼緩解措施？
- 這次襲擊的後果是什麼？
- 安全實施是否受此攻擊影響？
獎金部分：
- 這種攻擊在低級別如何運作？
- 這種攻擊在高層是如何運作的？
多核 CPU 上的資源共享具有低成本和效率等優點。然而，這是我們多年來看到的攻擊點。通過記憶體攻擊，受害者的數據通過記憶體操作提取。
針對各種記憶體攻擊的對策是禁用同時多執行緒（SMT），顯而易見的是在上下文切換期間清理記憶體。通過劃分最後一級記憶體 (LLC)（例如 Intel CAT）並禁用不同安全域的共享記憶體來防止跨核記憶體攻擊。
即使應用了對策，所提出的攻擊也有效。這種攻擊利用了環形互連上的爭用，環形互連是支持不同 CPU 單元之間通信的組件。
這種攻擊最難的部分是獲取有關戒指的資訊，因為它沒有得到很好的記錄。
L1 和 L2 記憶體被稱為私有記憶體，因為它們是核心私有的，因此無法進行交叉解釋。由於 Nehalem-EX，L3 高速記憶體 (LLC) 被分成大小相等的片，每個核心只有一個片。
在 Intel 架構中，L1、L2 和 LLC 是包容性的，這意味著如果 L1 和 L2 上有數據，那麼它也在 L3 中。
上圖中的環形匯流排說明了它的大部分結構。當 L1、L2 發生高速記憶體未命中時，它用於程序內通信，然後數據必須在環形匯流排上傳輸才能到達 LLC。
現在跳過低級細節，攻擊者的程序可以通過傳輸
1和空閒來創建競爭0。通過測量延遲，他們可以從不安全的樸素平方和乘法 RSA 實現中提取密鑰。就像在力量攻擊中一樣，第二個峰值表示位1。對 EdDSA 也是如此。
這個新頻道的第二個方面是擊鍵。攻擊會洩露擊鍵的時間，這可用於重建鍵入的單詞或更糟的密碼。就像在這篇文章中一樣；
- 鄰居偷窺：多使用者系統上的擊鍵竊聽，2009 年，Zhang 和 Wang
- 對他的攻擊有什麼緩解措施？
對於密碼程式碼，使用安全實現，尤其是恆定時間程式原則。側通道安全實現不會受到目前處於 Cache-Ring 攻擊狀態的影響。然而，實現這一點可能並不容易，因為英特爾 CPU 在私有記憶體和環形互連之間執行硬體儲存消除（請參閱硬體儲存消除）
對於擊鍵，可以基於空間分區和靜態調度的仲裁策略來設計硬體。此外，可以設計基於軟體的解決方案以定期發送密碼。
- 這次襲擊的後果是什麼？
它在多核 CPU 上開闢了一條新的側通道。我預計聰明的頭腦會在很多方面改進這種攻擊。請注意，如果您的程式碼不易受到記憶體攻擊並且它們是無時間攻擊的，那麼我還沒有看到那裡的漏洞利用。
- 安全實施是否受此攻擊影響？
目前，沒有。然而，擊鍵可能是一個大問題。
