ZeRO и No-FAT: аппаратная защита памяти без потери производительности

ZeRO и No-FAT: аппаратная защита памяти без потери производительности

ZeRO и No-FAT: аппаратная защита памяти без потери производительности

Исследователи из Колумбийского университета предложили два новаторских способа обеспечения безопасности по памяти аппаратными средствами. Оба метода можно реализовать, слегка изменив микроархитектуру. Тестирование показало, что при подходе No-FAT снижение производительности незначительно — около 8%; в случае ZeRØ потери равны нулю.

Безопасность доступа к памяти — давняя проблема, о которой каждый раз вспоминают при появлении серьезных угроз. За сорок лет было предложено множество различных решений, но они либо плохо работали, либо требовали жертв. Меры противодействия эксплойту Spectre и Meltdown, например, повлекли падение производительности — в среднем на 20%, в отдельных случаях в два раза. Кроме того, с появлением новых угроз используемая защита может потерять свою эффективность, и специалистам придется искать альтернативные решения.

Согласно описанию ZeRØ (PDF), этот механизм позволяет обеспечить защиту кода и указателей системы, притом без поражения в производительности. Его реализация предполагает замену инструкций обращения к памяти и схемы кодирования метаданных — по словам авторов проекта, эти изменения можно привнести в современные процессоры без особого труда. Университетские исследователи предлагают использовать ZeRØ в дополнение к средствам противодействия атакам на память.

 

Техника No-FAT (PDF) была разработана с прицелом на снижение потребления ресурсов при проверках безопасности по памяти. С этой целью авторы исследования предложили использовать группировку распределителей памяти (memory allocator binning) — набрающий популярность метод, который позволяет ускорить вычисление начального адреса и размера участка памяти, выделенного под указатель, притом выполнять это во время доступа к данным.

Применение No-FAT, по словам разработчиков, снимает многие проблемы, свойственные традиционным подходам, — такие как совместимость с незащищенным софтом и заметное падение производительности. Прогон тестов SPEC CPU2017 показал, что при новом способе защиты памяти быстродействие снижается примерно на 8%.

Среди прочих достоинств создатели No-FAT особо отметили надежную защиту от некоторых видов Spectre-атак. Их метод также позволяет значительно ускорить фаззинг при поиске уязвимостей, автоматическую очистку памяти, улучшить предсказуемость предвыборки данных и работы контроллеров DRAM.

 

Финансирование проектов ZeRØ и No-FAT частично осуществлялось за счет грантов, полученных от ВМС и ВВС США, а также целевой дотации Qualcomm. Спецподразделение ВВС уже работает над созданием чипов с новой встроенной защитой.

Claude AI помог запустить Bartlett Lake на обычной Z790-плате

У Intel Bartlett Lake появился ещё один неожиданный шанс на жизнь вне встраиваемых систем. Энтузиаст с ником kryptonfly сумел загрузить Windows на процессоре Bartlett Lake с 12 P-ядрами на материнской плате Asus Z790-AYW OC Wi-Fi, несмотря на то что официальной поддержки таких чипов у массовых плат на чипсетах 600-й и 700-й серий нет.

Об этом сообщили Tom’s Hardware и другие профильные издания со ссылкой на обсуждение на Overclock.net. Самое интересное в этой истории даже не сам запуск, а то, как он был достигнут.

Модер правил BIOS, много экспериментировал и использовал Claude AI как помощника в процессе модификации прошивки. Сначала ему удалось добиться только POST, а затем пришлось отдельно бороться с проблемой инициализации памяти, которая не давала системе пройти дальше стартового этапа и загрузить Windows.

Чтобы обойти это ограничение, kryptonfly фактически заставил плату думать, что отдельные компоненты Bartlett Lake относятся к поддерживаемым Raptor Lake 13-го и 14-го поколений. Именно это и помогло протолкнуть систему дальше стартового экрана и довести дело до полноценной загрузки Windows.

До идеала, впрочем, ещё далеко. У сборки остаются проблемы: например, процессор по-прежнему не даёт нормально заходить в BIOS, поэтому для изменения настроек приходится менять CPU. Но даже в таком виде результат считают серьёзным шагом вперёд: раньше речь шла только о POST, а теперь — уже о рабочей загрузке системы. Сам модер уже смотрит в сторону адаптации решения для других LGA 1700-плат, включая версии Asus Apex и Encore.

Интерес к Bartlett Lake понятен. Это довольно странная и потому любопытная линейка Intel: топовые чипы вроде Core 9 273QPE / 273PQE предлагают до 12 производительных ядер без E-ядер, с частотами до 5,9 ГГц. Формально эти процессоры рассчитаны не на обычные домашние десктопы.

RSS: Новости на портале Anti-Malware.ru