Новая атака по побочным каналам кэш-памяти типа Prime and Probe для облачных вычислений

Облачные вычисления считаются одной из доминирующих парадигм в современной отрасли информационных технологий (ИТ). Они поддерживают мультитенантность для удовлетворения растущего спроса на доступ к ресурсам, предоставляемым через Интернет, и их использование. Однако мультитенантность в облачных вычислениях сопряжена с уникальными уязвимостями, такими как совместное размещение клиентов и физическое совместное размещение виртуальных машин. Физическое совместное размещение виртуальных машин может предоставить злоумышленникам возможность вмешиваться в работу другой виртуальной машины, запущенной на том же физическом компьютере, вследствие недостаточной логической изоляции. В худшем случае злоумышленники могут извлекать конфиденциальную информацию жертв, находящихся на том же физическом компьютере, используя аппаратные побочные каналы. Существуют различные типы атак по побочным каналам, классифицируемые по типу аппаратного средства, на которое они направлены и которое эксплуатируют; к ним относятся атаки по побочным каналам кэш-памяти. Кэш-память центрального процессора (CPU) относится к числу аппаратных компонентов, наиболее часто атакуемых злоумышленниками, поскольку процессы активно взаимодействуют с ней и совместно используют ее. В статье представлена новая атака по побочным каналам кэш-памяти типа Prime and Probe, способная выполнять заполнение физических адресов. Эти адреса преобразуются из виртуальных адресов, используемых виртуальной машиной. Затем измеряется время доступа к этим адресам; оно изменяется в зависимости от расположения данных. Если данные находятся в кэш-памяти CPU, время доступа меньше, чем при их нахождении в оперативной памяти. Атака была реализована на серверной машине, сопоставимой с серверами облачных сред. Результаты показывают, что для запуска этой атаки требуется меньше усилий и времени, чем для атак других типов, а сама атака легко осуществляется.