该论文首次提出了一种针对现代超标量CPU中调度队列(Scheduler Queue)的侧信道攻击——SQUIP攻击。调度队列负责决定指令按何种顺序分配到各个执行单元,以往未被作为侧信道研究,因为Intel CPU仅有一个调度队列,其竞争现象与重排序缓冲区的竞争几乎相同。然而,Apple M1、AMD Zen 2和Zen 3微架构为每个执行单元配备了独立的调度队列,使得攻击者可以通过探测特定调度队列的占用水平来泄露信息。研究者首先逆向工程了这些CPU上调度队列的行为,证明了可以被初始化和探测。SQUIP攻击能够从同一硬件核心内部以及跨SMT线程观察占用水平。在隐蔽信道测试中,攻击在虚拟机之间实现了0.89 Mbit/s的泄露速率(错误率低于0.8%),在进程之间实现了2.70 Mbit/s(错误率低于0.8%)。进一步,在协同定位进程和虚拟机上针对mbedTLS RSA签名过程发起侧信道攻击,仅用50,500次迹(traces)平均即可恢复完整的RSA-4096密钥,平均错误比特数少于5至18比特。论文讨论了必要的缓解措施,尤其是针对Zen 2和Zen 3系统。该攻击揭示了调度队列这一新的侧信道泄露源,对机密计算和云环境中的密钥保护构成威胁。安全研究人员和CPU微架构设计者应重点关注。
💡 推荐理由: 首次揭示调度队列侧信道,影响Apple M1、AMD Zen 2/3等主流CPU,可跨虚拟机窃取RSA密钥,威胁云环境机密性。
🎯 建议动作: 研究跟进并在受影响系统上进行内部安全评估