Die von Google vorgeschlagene Softwarelösung zum Schutz vor LVI-Angriffen hat die Leistung um das 14-fache verringert

Zola Bridges von Google vorgeschlagen für die LLVM-Compiler-Suite Patch mit der Implementierung des SESES-Schutzes (Speculative Execution Side Effect Suppression), der hilft, Angriffe auf das spekulative Ausführungsmechanismus in Intel-CPUs zu blockieren, ähnlich LVI. Die Schutzmethode wird auf der Ebene des Compilers implementiert und basiert auf der Hinzufügung von Anweisungen durch den Compiler bei der Generierung von Maschinencode. LFENCE, die vor jeder Speicherleseanweisung oder Speicherung sowie vor der ersten Verzweigungsanweisung in einer Gruppe von Anweisungen eingefügt werden, die einen Block abschließt.

Die LFENCE-Anweisung wartet darauf, dass alle vorherigen Speicheroperationen abgeschlossen sind, und verhindert die vorzeitige Ausführung der nach LFENCE folgenden Anweisungen, bis der Abschluss erfolgt ist. Der Einsatz von LFENCE führt zu einer erheblichen Leistungsreduktion, weshalb der Schutz in extremen Fällen für besonders kritischen Code empfohlen wird. Neben dem vollständigen Schutz bietet der Patch drei Flags, mit denen bestimmte Schutzstufen selektiv deaktiviert werden können, um die negativen Auswirkungen auf die Leistung zu verringern.

In den durchgeführten Tests führte die Anwendung des SESES-Schutzes für das BoringSSL-Paket zu einer Reduzierung der von der Bibliothek pro Sekunde ausgeführten Operationen um das 14-Fache – die Leistung der geschützten Version der Bibliothek betrug im Durchschnitt nur 7,1 % der Werte der ungeschützten Version (Schwankungen je nach Test von 4 % bis 23 %).

Zum Vergleich, vorgeschlagen Zuvor zeigte der Mechanismus für den GNU Assembler, der LFENCE nach jeder Speicherladung und vor bestimmten Verzweigungsanweisungen einfügt, eine Leistungsreduzierung von etwa dem 5-Fachen (22 % des Codes ohne Schutz). Die Schutzmethode wurde ebenfalls wurde angeboten und implementiert. von Ingenieuren bei Intel entwickelt, aber die Leistungstest-Ergebnisse dafür wurden bisher nicht veröffentlicht. Ursprünglich hatten die Forscher, die die LVI-Attacke entdeckten, mit einer Leistungsreduzierung im Bereich von 2-19-fach bei vollständigem Schutz gerechnet.

Quelle: opennet.ru