瞬态执行攻击（如 Meltdown 和 Spectre）自发现以来持续对 CPU 安全构成严重威胁。尽管业界认知和研究不断增加，但大多数攻击仍依赖人工发现，现有自动化方案要么只关注已知攻击的变体，要么强依赖 CPU RTL 代码、预定义的泄漏模型或 ISA 模拟器等严格假设，导致在后硅（post-silicon）环境下难以实现通用且有效的检测。针对这一空白，论文提出 TREVEX，一个面向数据流瞬态执行漏洞的自动化黑盒检测框架。TREVEX 不需要 RTL 访问权限，也不依赖 ISA 语义，而是基于对以往瞬态执行攻击规律的深入分析，通过注入探测并观测跨执行上下文之间是否存在非预期的数据流动来判定漏洞。研究团队在来自 Intel、AMD 和兆芯的 20 种微架构上进行了系统评估。利用 TREVEX，他们发现了一种新的瞬态执行攻击：浮点除法器状态采样（FP-DSS），该攻击影响 AMD CPU。研究表明，FP-DSS 允许无特权的本地攻击者，甚至一个恶意网站，突破不同安全域（包括操作系统内核）之间的隔离，泄漏敏感数据。此外，TREVEX 还发现了 AMD CPU 上 FPVI 攻击的一个新变体，并确认兆芯 CPU 也受 FPVI 影响。实验证明，TREVEX 能够在受影响机器上可靠地复现已知漏洞，同时补充了现有厂商文档中缺失的信息。这项工作凸显了开发更多元化自动化工具的必要性，TREVEX 填补了当前 CPU 漏洞研究中检测工具匮乏的关键缺口。对于 CPU 安全研究者、处理器设计验证团队以及关注侧信道攻击防护的安全工程师而言，本文提供了后硅黑盒检测的全新思路和可行工具。

本文提出 Crucible，一个纯软件框架，能够在任意 x86 CPU 上透明地模拟 Meltdown 类型的瞬态执行漏洞。由于易受攻击的旧 CPU 日益稀缺，且物理实验环境难以共享，微架构安全领域的研究与教学面临可重复性危机。Crucible 通过在不同进程中影子指令流，在故障后模拟瞬态执行的核心微架构效应，包括缓存泄漏、瞬态窗口和屏障行为。它能够运行未经修改的公开 PoC 甚至完整的漏洞利用代码，且泄漏模式与真实硬件匹配。作者成功在不受影响的硬件上复现了三个完整的端到端漏洞利用，例如从 VeraCrypt 中提取密钥。Crucible 支持测试仅二进制形式的应用程序，并与先进模糊测试器集成，后者检测模拟漏洞的效果与真实 CPU 相当。此外，还通过两个人工漏洞评估了模糊器行为的泛化能力。该工作为系统化、可重复的 CPU 安全实验提供了平台，可保留遗留漏洞、比较检测方法，并用于教学训练。

该论文研究了一种新型的侧信道攻击方法——OCCUPY+PROBE，利用分支目标缓冲区（Branch Target Buffer, BTB）的硬件特性实现跨特权级（用户态到内核态）的指令粒度侧信道泄漏。传统BTB侧信道攻击通常只能推断控制流信息，且难以精确到单个指令。本文提出的方法分为两个阶段：OCCUPY阶段通过精心构造的分支指令序列填充BTB，占用目标索引；PROBE阶段则通过观察受害者执行分支指令后BTB状态的变化，以指令级精度推断受害者执行路径中的分支目标地址。作者在Intel和AMD的多款现代CPU上进行了实验，证明了该攻击能够以高成功率（>90%）窃取内核地址空间布局随机化（KASLR）偏移以及特定系统调用的分支信息。研究还讨论了现有BTB隔离机制（如Intel的IBRS、STIBP）的局限性，指出这些防护不足以完全防御本攻击，因为攻击利用了BTB的缓存行冲突和指令级细粒度探测。该工作揭示了BTB微架构安全中的新攻击面，对操作系统和CPU设计者具有重要警示意义。