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arXiv cs.CR· William C. Tegge, Shouzhi Fang, Alex K. Jones·· 2 小时前AI 评分75

首篇商用处理内存架构代码重用攻击实证显示常规防御失效

PIMROP: A Feasibility Study of Return-Oriented Programming on Commercial Processing-in-Memory Architectures

AI 摘要

该论文首次证明了在商用处理内存(PIM)指令集上执行返回导向编程(ROP)的可行性,针对UPOEM DPU展示了两种经验证的端到端攻击,分别通过栈缓冲区溢出重定向控制流和仅利用代码重用链泄露秘密。研究团队构建了适配DPU固定宽度编码的Galileo-for-DPU小工具扫描器,发现每个内核链接的运行库已包含517个非平凡小工具,覆盖所有五类经典ROP原语,且全部13个PrIM基准测试均携带此类小工具。

实验细节显示,针对DPU平台的两个标准防御机制——栈金丝雀(stack canaries)和FORTIFY_SOURCE风格边界检查——均因平台特异性原因失败:前者出现位置错误,后者包装器静默不激活。相比之下,经过边界检查的直接内存访问(DMA)在10次运行中成功阻止了攻击,且对良性请求无影响。这些结果基于在DPU功能模拟器上的完整复现环境,使用Docker和虚拟机确保可重复性。

事实层面确认了PIM架构作为攻击面的现实风险及现有通用防御在该场景下的局限性;推断表明当前PIM生态中的安全假设可能过于乐观,特别是依赖主机端防护而忽视片上代码安全的情况;猜测部分涉及未来PIM芯片设计是否需引入类似主机的硬件级控制流完整性保护,但这尚未在原文中得到直接证实。

来源:arXiv cs.CR · arxiv.org