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处理器硬件漏洞研究综述
1
作者
蓝泽如
邱朋飞
+4 位作者
王春露
赵娅喧
金宇
张志昊
汪东升
《电子与信息学报》
北大核心
2025年第9期3020-3037,共18页
处理器安全是计算机安全的基石,然而,最近几年处理器硬件漏洞层出不穷,给计算机安全带来了严重的挑战,已成为一种新兴的安全威胁。该文对处理器硬件漏洞相关的研究进行综述与分析,首先介绍导致处理器硬件漏洞的性能优化技术,然后基于现...
处理器安全是计算机安全的基石,然而,最近几年处理器硬件漏洞层出不穷,给计算机安全带来了严重的挑战,已成为一种新兴的安全威胁。该文对处理器硬件漏洞相关的研究进行综述与分析,首先介绍导致处理器硬件漏洞的性能优化技术,然后基于现有工作从漏洞发现、攻击实现和漏洞利用3个角度对硬件漏洞总结建立3步攻击模型和全新的攻击场景模型,并总结提出4种常用的漏洞发现方法。随后,依据硬件漏洞的攻击路径与微架构依赖特征,将现有硬件漏洞进行系统性地分类,并对每一类别进一步细分与详述。此外,在现有Cache侧信道攻击9项评估指标的基础上,该文总结形成针对侧信道类漏洞的8项评估指标,从攻击效果、隐蔽性和适用性等多个维度综合评估其潜在威胁,为漏洞的量化分析与对比研究提供指引。更重要的是,该文在多款来自不同厂商、涵盖多种微架构和代际的处理器平台上,对代表性的漏洞进行了实验验证,系统分析了各类漏洞在不同平台下的攻击效果与行为特征。然后,该文基于漏洞攻击流程中的3个关键步骤,整理了当前已提出的缓解方案的缓解思路,为后续防护机制的设计与优化提供了实证支撑与理论指导。最后,对当前硬件漏洞研究的进展与趋势进行了分析与前瞻性讨论。
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关键词
硬件漏洞
计算机体系结构安全
侧信道
瞬态执行
故障注入
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职称材料
虚拟化软件栈安全研究
被引量：
13
2
作者
朱民
涂碧波
孟丹
《计算机学报》
EI
CSCD
北大核心
2017年第2期481-504,共24页
随着云计算的兴起,虚拟化技术在IT产业中得到了广泛应用.政府、企业和个人已将自身的大量业务及其敏感数据转移到了云端的虚拟机中.在虚拟化软件栈中,虚拟机监控器具有最高权限和较小的可信计算基,故而能为虚拟化系统提供安全监控和保护...
随着云计算的兴起,虚拟化技术在IT产业中得到了广泛应用.政府、企业和个人已将自身的大量业务及其敏感数据转移到了云端的虚拟机中.在虚拟化软件栈中,虚拟机监控器具有最高权限和较小的可信计算基,故而能为虚拟化系统提供安全监控和保护.但同时也引入了新的软件层,增加了脆弱性,增大了攻击面.另外,多租户模式以及软硬件平台资源共享,更加剧了新软件栈的安全威胁.因此,虚拟机和虚拟机监控器的安全和隐私备受学术界和工业界关注.该文对虚拟化软件栈不同软件层的安全威胁、攻击方式和威胁机理进行了分析,并针对这些安全威胁,以可信基为视角,从基于虚拟机监控器、基于微虚拟机监控器、基于嵌套虚拟化和基于安全硬件等类别分析比较了国内外相关安全方案和技术,并指出了当前仍然存在的安全问题.最后对未来的研究方向进行了探讨和分析,并从软件和硬件两个层面给出了虚拟化软件栈的安全增强方案.
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关键词
虚拟化软件栈
虚拟机
安全
云
安全
内存
安全
计算机
安全
体系
结构
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职称材料
题名
处理器硬件漏洞研究综述
1
作者
蓝泽如
邱朋飞
王春露
赵娅喧
金宇
张志昊
汪东升
机构
北京邮电大学网络空间安全学院
北京邮电大学可信分布式计算与服务教育部重点实验室
清华大学计算机科学与技术系
中关村实验室
出处
《电子与信息学报》
北大核心
2025年第9期3020-3037,共18页
基金
北京市自然科学基金(4242026)
国家自然科学基金(62372258)
中央高校基本科研业务费专项资金(2023RC71)。
文摘
处理器安全是计算机安全的基石,然而,最近几年处理器硬件漏洞层出不穷,给计算机安全带来了严重的挑战,已成为一种新兴的安全威胁。该文对处理器硬件漏洞相关的研究进行综述与分析,首先介绍导致处理器硬件漏洞的性能优化技术,然后基于现有工作从漏洞发现、攻击实现和漏洞利用3个角度对硬件漏洞总结建立3步攻击模型和全新的攻击场景模型,并总结提出4种常用的漏洞发现方法。随后,依据硬件漏洞的攻击路径与微架构依赖特征,将现有硬件漏洞进行系统性地分类,并对每一类别进一步细分与详述。此外,在现有Cache侧信道攻击9项评估指标的基础上,该文总结形成针对侧信道类漏洞的8项评估指标,从攻击效果、隐蔽性和适用性等多个维度综合评估其潜在威胁,为漏洞的量化分析与对比研究提供指引。更重要的是,该文在多款来自不同厂商、涵盖多种微架构和代际的处理器平台上,对代表性的漏洞进行了实验验证,系统分析了各类漏洞在不同平台下的攻击效果与行为特征。然后,该文基于漏洞攻击流程中的3个关键步骤,整理了当前已提出的缓解方案的缓解思路,为后续防护机制的设计与优化提供了实证支撑与理论指导。最后,对当前硬件漏洞研究的进展与趋势进行了分析与前瞻性讨论。
关键词
硬件漏洞
计算机体系结构安全
侧信道
瞬态执行
故障注入
Keywords
Hardware vulnerabilities
Computer architecture security
Side channels
Transient execution
Fault injection
分类号
TN918 [电子电信—通信与信息系统]
TP309 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
虚拟化软件栈安全研究
被引量：
13
2
作者
朱民
涂碧波
孟丹
机构
中国科学院信息工程研究所
中国科学院大学
出处
《计算机学报》
EI
CSCD
北大核心
2017年第2期481-504,共24页
基金
国家重点研发计划"网络空间安全"重大专项课题(2016YFB0801002)资助~~
文摘
随着云计算的兴起,虚拟化技术在IT产业中得到了广泛应用.政府、企业和个人已将自身的大量业务及其敏感数据转移到了云端的虚拟机中.在虚拟化软件栈中,虚拟机监控器具有最高权限和较小的可信计算基,故而能为虚拟化系统提供安全监控和保护.但同时也引入了新的软件层,增加了脆弱性,增大了攻击面.另外,多租户模式以及软硬件平台资源共享,更加剧了新软件栈的安全威胁.因此,虚拟机和虚拟机监控器的安全和隐私备受学术界和工业界关注.该文对虚拟化软件栈不同软件层的安全威胁、攻击方式和威胁机理进行了分析,并针对这些安全威胁,以可信基为视角,从基于虚拟机监控器、基于微虚拟机监控器、基于嵌套虚拟化和基于安全硬件等类别分析比较了国内外相关安全方案和技术,并指出了当前仍然存在的安全问题.最后对未来的研究方向进行了探讨和分析,并从软件和硬件两个层面给出了虚拟化软件栈的安全增强方案.
关键词
虚拟化软件栈
虚拟机
安全
云
安全
内存
安全
计算机
安全
体系
结构
Keywords
Cloud computing
Computer hardware
Computer software
Computer system firewalls
Hardware
Network security
Security of data
Security systems
Trusted computing
Virtual machine
Virtual reality
Virtualization
分类号
TP309 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
处理器硬件漏洞研究综述
蓝泽如
邱朋飞
王春露
赵娅喧
金宇
张志昊
汪东升
《电子与信息学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
虚拟化软件栈安全研究
朱民
涂碧波
孟丹
《计算机学报》
EI
CSCD
北大核心
2017
13
在线阅读
下载PDF
职称材料
已选择
0
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引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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