软件学报

作者：杨朝树，诸葛晴凤，沙行勉，陈咸彰，吴林，吴挺

单位：杨朝树，重庆大学 计算机学院, 重庆 40004411,诸葛晴凤，华东师范大学 计算机科学与软件工程学院, 上海 20006202,沙行勉，重庆大学 计算机学院, 重庆 400044;华东师范大学 计算机科学与软件工程学院, 上海 20006203,陈咸彰，重庆大学 计算机学院, 重庆 400044;重庆大学 通信工程学院, 重庆 40004404,吴林，重庆大学 计算机学院, 重庆 40004405,吴挺，重庆大学 计算机学院, 重庆 40004406

关键词：非易失性存储器|持久化内存文件系统|磨损攻击病毒|磨损防御机制|数据迁移

基金：国家高技术研究发展计划（863）（2015AA015304）；国家自然科学基金（61472052）；中国博士后科学基金（2017 M620412）

近来出现诸多以非易失性存储器（non-volatile memory，简称NVM）作为存储设备的新型持久化内存文件系统，充分发掘NVM的低延迟和可按字节寻址等优点，优化文件访问的I/O栈和一致性机制，极大提升文件系统的性能.然而，现有持久化内存文件系统都没有考虑NVM写耐受度低的缺陷，极易导致NVM被磨损穿（wear out）.针对NVM写耐受度低的缺点，探索多种利用基本文件操作对NVM造成磨损攻击的方式，并在真实持久化内存文件系统PMFS中以实验证明磨损攻击的严重性.为有效防御针对NVM的磨损攻击，提出了持久化内存文件系统磨损防御机制（persistent in-memory file system wear defense technique，简称PFWD），包括索引节点元数据虚拟化技术、超级块迁移技术、文件数据页磨损均衡技术和文件索引结构迁移技术，保护文件系统中所有可能被磨损攻击利用的数据结构.实验结果证明所提出的PFWD技术能有效地防御病毒发动对NVM的磨损攻击，提高了存储系统的稳定性.

来源：2020年第6期

《软件学报》期刊编辑部

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