Атакуйте каталоги, а не кэши: атаки по побочному каналу в мире неинклюзивных кэшей

Хотя облачные среды обеспечивают сильные гарантии изоляции виртуальной памяти, атаки на кэши, использующие общие кэши, стали серьезной проблемой безопасности. Однако, несмотря на прежнюю эффективность атак на кэши, их применимость в современных системах в последнее время подвергается сомнению, поскольку тенденции развития иерархии кэшей смещаются от инклюзивных иерархий кэшей. В этой работе мы проводим обратную разработку структуры каталога в сегментированной неинклюзивной иерархии кэшей и показываем, что каталог можно использовать для инициализации атак на кэш последнего уровня, основанных на конфликтах. Мы разрабатываем первую межъядерную атаку Prime+Probe на неинклюзивные кэши. Эта атака работает при минимальных предположениях: злоумышленнику не требуется совместно использовать с жертвой виртуальную память или выполняться на том же процессорном ядре. Мы также демонстрируем первую высокоскоростную атаку Evict+Reload на том же оборудовании. Обе атаки демонстрируются путем извлечения битов ключа во время операций RSA в GnuPG на современном сервере Intel Skylake-X с неинклюзивным кэшем.