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.

Android запретит доступ к экрану «лишним» приложениям

Google, похоже, готовит ещё одно нововведение по части безопасности Android. В тестовой сборке Android Canary 2602 обнаружена новая функция для Advanced Protection Mode — режима «максимальной защиты», который компания представила в Android 16.

Теперь Advanced Protection Mode может ограничивать работу приложений, использующих AccessibilityService API, если они не классифицированы как инструменты для доступности.

AccessibilityService API — это мощный механизм Android, изначально созданный для помощи людям с ограниченными физическими возможностями. С его помощью приложения могут читать содержимое экрана, отслеживать действия пользователя и даже выполнять жесты от его имени.

Именно поэтому этот API часто становился инструментом атакующих. За последние годы многие приложения — от автоматизаторов и лаунчеров до «оптимизаторов» и антивирусов — использовали его для обхода системных ограничений. Формально ради удобства, однако на деле получая очень широкие права.

Google постепенно ужесточала политику. Приложения, действительно предназначенные для помощи людям с ограниченными возможностями, должны указывать специальный атрибут isAccessibilityTool. К ним относятся экранные дикторы, системы управления жестами, голосовой ввод, брайлевские интерфейсы и другие специализированные инструменты.

По данным аналитиков, в новой версии Android Canary  при включении Advanced Protection Mode система:

  • запрещает выдавать разрешение Accessibility Service приложениям, не признанным Accessibility Tools;
  • автоматически отзывает уже выданные разрешения у таких приложений.

Если приложение сильно зависит от этого API, оно просто перестанет работать.

В тестах, например, приложение dynamicSpot (эмулирующее Dynamic Island на Android) становилось недоступным: пункт был с пометкой «Restricted by Advanced Protection». Причина простая: оно использует AccessibilityService для чтения уведомлений и отображения поверх других приложений.

Инструменты, официально классифицированные как средства доступности, под ограничения не попадают.

RSS: Новости на портале Anti-Malware.ru