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

ЦОД судного дня предложили разместить в Арктике

У отработанных арктических шахт может появиться новая специальность — хранить данные вместо полезных ископаемых. Такие подземные сооружения предложили использовать для ЦОДа судного дня, который поможет восстанавливать сервисы при потере основной инфраструктуры.

Идею в разговоре с РИА Новости озвучил координатор экспертного совета проектного офиса развития Арктики, доцент РАНХиГС Александр Воротников. Среди потенциальных площадок он выделил шахты Воркуты.

По мнению эксперта, под землей можно размещать не только резервные, но и основные дата-центры. В частности, они могли бы обслуживать задачи Северного морского пути — помогать отслеживать и контролировать обстановку.

Еще один аргумент Воротникова — арктический холод, который способен сократить эксплуатационные расходы.

Поводом для обсуждения стало заявление зампреда правления «Ростелекома» Валерия Ермакова о необходимости резервной площадки судного дня — места, откуда можно восстановить работу сервисов, если основные мощности станут недоступны.

В приведённом сообщении нет ни выбранной шахты, ни бюджета, ни сроков строительства. Пригодность конкретных объектов ещё предстоит оценить.

RSS: Новости на портале Anti-Malware.ru