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.

Энтузиаст собрал «идеальную» PlayStation, объединив две версии консоли

Пока одни ностальгируют по первой PlayStation, другие берут паяльник и пытаются сделать её лучше, чем она когда-либо была. Именно этим занялся моддер с ником thedrew (он же Secret Hobbyist), который решил собрать «идеальную» PS1, объединив сразу две версии консоли.

Напомним, оригинальная PlayStation вышла в 1994 году и задала тон всей индустрии 3D-игр.

А спустя несколько лет появилась компактная PS One — более энергоэффективная и холодная, но с упрощённой аудиосистемой. В итоге у каждой версии были свои плюсы и минусы. И вот теперь энтузиаст решил взять от них всё лучшее. 

В новой гибридной консоли он использовал процессор, графику и память от PS One за их энергоэффективность. А вот аудиочип, контроллер CD-привода и BIOS позаимствовал у оригинальной PS1, чтобы сохранить качество звука и совместимость.

 

Всё это надо было не просто «скрутить проводами», а аккуратно пересобрать на собственной плате. Моддер выпаял нужные чипы с обеих консолей и перенёс их на кастомный PCB, фактически создав новую материнскую плату с нуля.

 

Но на этом он не остановился. В проект сразу встроили ещё два популярных мода. Первый — XStation, который позволяет запускать игры с microSD вместо дисков. Второй — HDMI-мод с FPGA, подключающийся напрямую к GPU и выдающий картинку вплоть до 1080p (с апскейлом с 480p). Причём даже с эффектом сканлайнов, как на старых CRT-телевизорах.

В итоге получилась компактная и очень экономичная система: вся плата потребляет меньше 2 ватт и работает от 3 вольт. По сути, это уже задел под портативную версию консоли.

 

Правда, проект пока ещё не завершён. Корпуса нет, питание подаётся «напрямую» через зажимы, а некоторые элементы вроде разъёма для карты памяти пока висят на проводах. Но главное — консоль уже работает, а игры на ней запускаются без проблем.

RSS: Новости на портале Anti-Malware.ru