[發(fā)明專利]應(yīng)用于處理器微結(jié)構(gòu)側(cè)信道防御措施的安全性測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010450338.2
• 申請日: 2020-05-25
• 公開（公告）號: CN111767207B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟丹;王立敏;朱子元
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院信息工程研究所
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36;G06F21/57
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 楊云云

1.一種應(yīng)用于處理器微結(jié)構(gòu)側(cè)信道防御措施的安全性測試方法，其特征在于，包括：

S1，設(shè)置處理器微結(jié)構(gòu)模型的初始狀態(tài)，所述處理器微結(jié)構(gòu)模型根據(jù)所述處理器微結(jié)構(gòu)中的若干預(yù)設(shè)組件建立，所述處理器微結(jié)構(gòu)模型的初始狀態(tài)包括每一預(yù)設(shè)組件對應(yīng)的屬性值和所述處理器微結(jié)構(gòu)模型執(zhí)行的當(dāng)前抽象指令的值；

S2，所述處理器微結(jié)構(gòu)模型執(zhí)行抽象的受害者和攻擊者程序中的當(dāng)前抽象指令，若所述當(dāng)前抽象指令觸發(fā)的狀態(tài)遷移滿足狀態(tài)遷移關(guān)系集中的任一狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，獲取所述處理器微結(jié)構(gòu)模型的下一狀態(tài)，抽象的受害者和攻擊者程序?yàn)槿舾沙橄笾噶罱M成的序列，所述狀態(tài)遷移關(guān)系集包括所有能使所述處理器微結(jié)構(gòu)模型狀態(tài)發(fā)生變化的狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件；

S3，將所述下一狀態(tài)加入目標(biāo)狀態(tài)序列中，并將所述下一狀態(tài)重新作為所述初始狀態(tài)，將抽象的受害者和攻擊者程序中的下一抽象指令重新作為所述當(dāng)前抽象指令；

S4，重復(fù)步驟S1至S3，直到執(zhí)行完成抽象的受害者和攻擊者程序中的所有抽象指令，獲取所述目標(biāo)狀態(tài)序列樹，若判斷獲知所述目標(biāo)狀態(tài)序列樹中存在狀態(tài)序列與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)序列相同，則防御措施無效，否則，防御措施有效。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于處理器微結(jié)構(gòu)側(cè)信道防御措施的安全性測試方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)組件包括重要組件和需求組件，所述重要組件為所述處理器微結(jié)構(gòu)中重要程度大于預(yù)設(shè)閾值的組件，所述需求組件為所述處理器微結(jié)構(gòu)中重要程度小于所述預(yù)設(shè)閾值且需要進(jìn)行驗(yàn)證的組件。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于處理器微結(jié)構(gòu)側(cè)信道防御措施的安全性測試方法，其特征在于，所述重要組件對應(yīng)的屬性包括輸入狀態(tài)、中間狀態(tài)和輸出狀態(tài)，所述需求組件對應(yīng)的屬性包括輸入狀態(tài)和輸出狀態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于處理器微結(jié)構(gòu)側(cè)信道防御措施的安全性測試方法，其特征在于，所述處理器微結(jié)構(gòu)模型還包括抽象指令集，所述抽象指令集包括所述處理器微結(jié)構(gòu)使用頻率大于預(yù)設(shè)頻率的抽象指令，相應(yīng)地，所述當(dāng)前抽象指令為所述抽象指令集中的一條指令。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于處理器微結(jié)構(gòu)側(cè)信道防御措施的安全性測試方法，其特征在于，所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件為：

只有所述當(dāng)前抽象指令執(zhí)行了且所述初始狀態(tài)滿足其運(yùn)行所需的條件，所述處理器微結(jié)構(gòu)模型的狀態(tài)才會從所述初始狀態(tài)變化為所述下一狀態(tài)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于處理器微結(jié)構(gòu)側(cè)信道防御措施的安全性測試方法，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為所述當(dāng)前抽象指令執(zhí)行后攻擊者所期望的不安全狀態(tài)序列。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于處理器微結(jié)構(gòu)側(cè)信道防御措施的安全性測試方法，其特征在于，還包括：

若所述防御措施無效，則需要對所述處理器微結(jié)構(gòu)側(cè)信道采取新的防御措施。

8.一種應(yīng)用于處理器微結(jié)構(gòu)側(cè)信道防御措施的安全性測試系統(tǒng)，其特征在于，包括：

模型模塊，需要設(shè)定處理器微結(jié)構(gòu)模型的初始狀態(tài)，所述處理器微結(jié)構(gòu)模型根據(jù)所述處理器微結(jié)構(gòu)中的若干預(yù)設(shè)組件建立，所述處理器微結(jié)構(gòu)模型的初始狀態(tài)包括每一預(yù)設(shè)組件對應(yīng)的屬性值和所述處理器微結(jié)構(gòu)模型執(zhí)行的當(dāng)前抽象指令的值；

遷移模塊，用于所述處理器微結(jié)構(gòu)模型執(zhí)行抽象的受害者和攻擊者程序中的當(dāng)前抽象指令，若所述當(dāng)前抽象指令觸發(fā)的狀態(tài)遷移滿足所述狀態(tài)遷移關(guān)系集中的任一狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，獲取所述處理器微結(jié)構(gòu)模型的下一狀態(tài)，抽象的受害者和攻擊者程序?yàn)槿舾沙橄笾噶罱M成的序列，所述狀態(tài)遷移關(guān)系集包括所有能使所述處理器微結(jié)構(gòu)模型狀態(tài)發(fā)生變化的狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件；

迭代模塊，將所述下一狀態(tài)加入目標(biāo)狀態(tài)序列中，并將所述下一狀態(tài)重新作為所述初始狀態(tài)，將抽象的受害者和攻擊者程序中的下一抽象指令重新作為所述當(dāng)前抽象指令；

測試模塊，用于使所述模型模塊、所述遷移模塊和所述迭代模塊重復(fù)執(zhí)行，直到執(zhí)行完成抽象的受害者和攻擊者程序中的所有抽象指令，獲取所述目標(biāo)狀態(tài)序列樹，若判斷獲知所述目標(biāo)狀態(tài)序列樹中存在狀態(tài)序列與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)序列相同，則防御措施無效，否則，防御措施有效。