软件学报

作者：岳晓萌，杨秋松，李明树

单位：岳晓萌，中国科学院 软件研究所 基础软件国家工程研究中心, 北京 100190;中国科学院大学, 北京 10004911,杨秋松，中国科学院 软件研究所 基础软件国家工程研究中心, 北京 10019002,李明树，中国科学院 软件研究所 基础软件国家工程研究中心, 北京 10019003

关键词：同时多线程;拓扑排序图;数据流;时间信道

基金：“核高基”国家科技重大专项（2014ZX01029101-002）；中国科学院战略性先导科技专项（XDA-Y01-01，

同时多线程（simultaneous multi-threading，SMT）技术是现代高性能处理器的标配技术，是提升线程级并行度的重要微架构优化技术之一.SMT技术在带来性能提升的同时，也引入了新的时间信道安全问题，相对于跨核、跨处理器，SMT技术下的时间信道安全问题更难应对和防护，且陆续有新的安全问题出现.当前缺少一种系统描述SMT环境下时间信道安全问题的方法.从利用SMT技术产生时间信道的原理入手，聚焦SMT环境下共享资源产生的时间信道及其攻击机理，基于拓扑排序图（topological sort graph，TSG）模型，结合数据流分析扩展得到一种适用于SMT环境下的时间信道安全问题描述模型——ETSG （extended topological sort graph，扩展的拓扑排序图）-SMT.首先介绍SMT环境下时间信道安全问题利用和防护的技术特点以及使用TSG模型分析SMT环境下时间信道安全问题的限制与不足；然后在TSG模型基础上，针对SMT技术特征及其安全问题的形式化描述特点，结合数据流分析技术形成一套新的建模方法；最后，通过将ETSG-SMT模型应用到SMT环境下现有的攻击方法和防护案例推导中，证明使用ETSG-SMT模型对SMT环境下时间信道原理分析和防护技术推导有很好的应用价值.

来源：2022年第12期

《软件学报》期刊编辑部

查看软件学报杂志2022年第12期