Morpheus：基于移动目标防御集成与 Churn 的漏洞容忍安全架构
2019年4月13日·
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Mark Gallagher
Lauren Biernacki
陈士博
Zelalem Birhanu Aweke
Salessawi Ferede Yitbarek
Misiker Tadesse Aga
Austin Harris
Zhixing Xu
Baris Kasikci
Valeria Bertacco
Sharad Malik
Mohit Tiwari
Todd Austin
摘要
许多攻击之所以成功，是利用了程序语义与机器级语义之间的差距，例如定位敏感指针、利用漏洞改写敏感数据并劫持程序执行。本文采取主动防御思路，通过持续混淆攻击者所需但正常程序并不依赖的信息（如代码/指针表示和代码/数据精确位置）来提升系统韧性。我们提出的安全硬件架构 Morpheus 结合了两类能力：移动目标防御集成（ensembles of moving target defenses）与 churn。前者通过随机化关键程序值（如指针重定位、代码与指针加密）迫使攻击者在攻击前进行大量探测；后者则在运行时透明地重复随机化，令探测结果快速失效。高频 churn 会显著提升入侵难度。我们以 RISC-V 原型验证 Morpheus 在阻断控制流攻击上的有效性。单项防御在硬件支持下已能以更低开销提供更强随机性；与 churn 结合后，Morpheus 对多类控制流攻击（含高级攻击及设计后披露攻击）都提供了高覆盖防护，同时在 churn 周期达到 50ms 时性能影响仅约 1%。研究估计，该 churn 速度至少比潜在入侵所需时间快 5000 倍。
类型
出版物
发表在 Proceedings of the 24th International Conference on Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems
