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.

Новый вектор ProAttack позволяет незаметно внедрять бэкдоры в LLM

Промпт-инжиниринг давно стал нормой при работе с большими языковыми моделями. Но, как выясняется, вместе с удобством он приносит и новую поверхность атаки. Исследователи представили вектор под названием ProAttack, который позволяет внедрять бэкдор в модель через промпты, причём делать это почти незаметно.

В тестах атака показывала эффективность, близкую к 100%, причём без классических красных флагов вроде странных токенов или подмены меток.

В обычных атаках на NLP-модели злоумышленники добавляют в данные подозрительные слова или фразы и меняют метки. Такие вещи уже научились отслеживать. 

ProAttack идёт другим путём. Вместо явных «триггеров» он использует разные промпты для обучающих данных:

  • для части данных (целевая категория) — вредоносный промпт;
  • для остальных — обычный, чистый.

 

При этом сами тексты выглядят нормально, а метки остаются корректными. В итоге модель учится ассоциировать конкретный промпт с нужным злоумышленнику результатом.

А дальше всё просто: на этапе использования достаточно подать вход с этим промптом, и бэкдор срабатывает.

Особенно опасно, что атака остаётся эффективной даже при небольшом количестве данных. В ряде случаев хватало буквально нескольких (около шести) «отравленных» примеров, чтобы внедрить бэкдор.

Метод протестировали на разных задачах, включая даже медицинские сценарии (например, суммаризацию радиологических отчётов). И там он тоже показал высокую эффективность, практически не ухудшая качество работы модели.

Исследователи проверили ProAttack против популярных методов защиты — ONION, SCPD, back-translation и fine-pruning. Ни один из них не смог полностью остановить атаку.

В качестве возможного решения предлагается использовать LoRA (parameter-efficient fine-tuning). Идея в том, что такие методы ограничивают количество параметров, которые модель может менять при дообучении. А значит, ей сложнее запомнить связь между триггером и целевым результатом.

RSS: Новости на портале Anti-Malware.ru