本文针对机密计算（Confidential Computing）场景下持久化存储的安全问题展开研究。虽然可信执行环境（TEE）能够保护应用运行时的内存数据，但存储子系统仍然暴露在恶意云提供商等不受信任的I/O栈之下。即使使用磁盘加密，攻击者仍可对磁盘状态进行回滚、重放、分支或篡改，从而破坏有状态应用所依赖的数据完整性与新鲜性保证。现有方案要么假设存储可信，要么开销过高，要么需要应用层介入完整性逻辑。为此，作者提出 ShieldFS——一个符合 POSIX 规范的文件系统，在无需修改应用程序的前提下，为机密计算威胁模型下的持久化存储提供端到端的完整性和新鲜性保证。ShieldFS 使用简洁的密码学承诺（succinct cryptographic commitments）来表示允许的文件系统状态，这些承诺保存在 TEE 内部，并复制到一个轻量级可信注册表中。磁盘上的数据结构（包括预写日志和存储池）通过哈希链和嵌入式 Merkle 树进行认证。ShieldFS 利用事务和写时复制（copy-on-write）来原子性地更新持久化文件系统状态和承诺。在读取时验证承诺，即使整个 I/O 栈不可信，也能检测到回滚、重放和双面（equivocation）攻击。作者通过扩展 ZFS 实现了该设计，得到 ShieldZFS。标准文件系统基准测试和真实工作负载评估表明，ShieldZFS 在提供强完整性/新鲜性保证的同时，其性能可与最先进的文件系统相媲美。本文是机密计算存储安全方向的重要研究，适合系统安全、存储系统、可信执行环境相关领域的研究人员和工程师阅读。

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。