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.

OOXML — фикция: LibreOffice обвинила Microsoft в манипуляциях

Проблемы совместимости остаются одной из главных причин, по которым пользователи не спешат переходить с Microsoft Office на LibreOffice. Формально всё работает, но на практике время от времени всплывают странности с вёрсткой, форматированием и отображением данных. И, как считают в The Document Foundation (TDF), дело тут вовсе не в LibreOffice.

Фонд, стоящий за LibreOffice, снова выступил с жёсткой критикой Microsoft. В блоге Итало Виньоли — одного из основателей TDF — корпорация из Редмонда обвиняется в том, что она игнорирует интересы отрасли ради собственных коммерческих целей.

По его словам, утверждение «OOXML — это стандарт, и его просто нужно принять» выглядит, мягко говоря, странно.

Виньоли настаивает: Office Open XML (OOXML) не может считаться полноценным стандартом, пока Microsoft не готова радикально переработать сами приложения Office. В качестве примера он напомнил о давней проблеме Excel с автопреобразованием данных — истории, которая напрямую затронула научное сообщество.

Excel годами автоматически превращал текстовые значения в даты. Для обычных таблиц это удобно, но для генетиков — катастрофа. Названия генов вроде MARCH1, SEPT1 или DEC1 Excel воспринимал как даты и превращал их в «1-Mar», «1-Sep» и «1-Dec».

В 2016 году журнал Genome Biology проанализировал почти 3,6 тысячи научных работ с Excel-файлами и выяснил, что примерно в каждой пятой были ошибки, вызванные именно автозаменой форматов.

Долгое время Microsoft считала проблему нишевой и не давала возможность отключить такое поведение. Лишь в 2023 году компания добавила соответствующую настройку; уже после того, как Комитет по номенклатуре генов человека (HGNC) был вынужден переименовать около 27 генов, чтобы избежать ошибок. К тому моменту ущерб для исследований уже был нанесён.

По словам Виньоли, OOXML «открыт» лишь формально. Спецификация формата занимает около 7 000 страниц, что делает полноценную и корректную реализацию сторонними разработчиками почти невозможной.

Кроме того, Microsoft Office сам не использует строгую версию стандарта (Strict OOXML), предпочитая так называемый Transitional-вариант. В нём до сих пор есть зависимости от старых, проприетарных форматов и поведения древних версий Word — вплоть до элементов с названиями вроде autoSpaceLikeWord95 или shapeLayoutLikeWW8.

Отдельно Виньоли критикует рекомендации использовать Windows Metafile для графики вместо открытых и кросс-платформенных форматов вроде SVG.

Для пользователей всё это выливается в знакомую проблему: документы между Office и LibreOffice открываются, но не всегда так, как ожидалось. Для TDF же это очередное подтверждение того, что формат Office по-прежнему работает как инструмент удержания пользователей внутри экосистемы Microsoft.

Спор вокруг OOXML длится уже много лет, и новый выпад со стороны LibreOffice ясно показывает: вопрос совместимости и «открытых стандартов» по-прежнему далёк от закрытия.

RSS: Новости на портале Anti-Malware.ru