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.

Подпишитесь на новости

Российские компании потратили на инновации 4,5 трлн рублей

Крупные и средние российские организации потратили на инновации 4,5 трлн рублей в 2025 году. Почти половину расходов обеспечила сфера услуг, а на ИТ и телеком пришлось 860,9 млрд. За красивым словом инновации стоят вполне осязаемые покупки: разработка продуктов, оборудование и готовые команды.

Расчёты опубликовал Институт статистических исследований и экономики знаний НИУ ВШЭ на основе данных Росстата.

Интенсивность затрат — их отношение к объёму отгруженной продукции — составила 2,7%. Это выше показателей Финляндии, Франции и Австрии, приведённых в исследовании.

Вся сфера услуг направила на инновации около 2,3 трлн рублей. Из них 882,7 млрд пришлись на научные исследования и разработки, а 860,9 млрд — именно на телекоммуникации и информационные технологии.

Как эти вложения выглядят внутри ИТ-компании, объяснил IR-директор «Группы Астра» Владислав Аншаков. Главная статья расходов — создание и развитие продуктов: в портфеле группы более 37 решений и сервисов, включая Astra Linux, СУБД и резервное копирование.

Второе направление — оборудование для облаков и ИИ. Вычислительные мощности Аншаков называет одним из самых дорогих видов инвестиций в отрасли. Третье — покупка технологий и команд: иногда приобрести готовое быстрее, чем строить с нуля.

В 2026 году группа получила исключительные права на результаты интеллектуальной деятельности СУБД «Персей» и присоединила около 50 её разработчиков, а также приобрела 26% ИИ-разработчика «АИБ».

Но инвестиционный размах доступен не всем: по данным ВШЭ, более трети организаций считают высокую стоимость нововведений и нехватку собственных средств серьёзными ограничениями.

RSS: Новости на портале Anti-Malware.ru