#fsync

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Conf: 50%
👥 作者: Qisheng Jiang 0001, Chundong Wang 0001

研究者提出了一种基于持久存储 fsync 系统调用的新型隐蔽信道 Sync+Sync。此前已有利用 CPU 缓存和主存构建隐蔽信道的研究,本文则将目光转向内存层次更底层的持久存储。大多数程序会将中间或最终结果以文件形式保存,并可能调用 fsync 将文件同步持久化到存储设备。定量研究发现,即使两个程序不共享任何数据,若同时调用 fsync,其中一方经历的响应时间会显著变长。进一步分析表明,并发 fsync 调用在存储栈的多个层级发生资源争抢,包括共享软件结构(如 Ext4 日志)和硬件资源(如磁盘 I/O 调度队列)。基于此,作者构建了名为 Sync+Sync 的隐蔽信道。在普通固态硬盘上,Sync+Sync 能够以约 0.40% 的错误率实现每秒 20,000 比特的传输带宽,并支持跨磁盘分区、跨文件系统、跨容器、跨虚拟机甚至跨磁盘驱动器的工作方式,无需程序间共享数据。作者还利用 Sync+Sync 发起侧信道攻击,能够精确检测目标数据库的操作(如插入/更新和 B-Tree 节点分裂)。此外,通过检测和分析应用的 fsync 调用频率及刷新数据量,Sync+Sync 可以高精度地区分不同应用程序和网站。这些攻击能力可支持更细粒度的信息泄露。该研究对存储堆栈安全性、云环境隔离机制及系统侧信道防护提出了新的挑战,适合存储系统研究员、安全分析师和云基础设施安全团队阅读。

💡 推荐理由: 该研究表明存储堆栈同样能成为隐蔽信道载体,扩展了侧信道攻击面;在多租户云环境中,攻击者可能利用 fsync 竞争泄露跨租户敏感信息,防御者需重视存储 I/O 层面的隔离与监控。

🎯 建议动作: 研究跟进

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