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。

本文提出了一种名为 PowerHooK 的新型侧信道攻击技术，旨在针对 AMD SEV（安全加密虚拟化）技术实现基于软件的电能侧信道泄露。AMD SEV 系列（包括 SEV、SEV-ES 和 SEV-SNP）被广泛用于保护云环境中的虚拟机隔离，但其硬件设计仍可能受到瞬态执行攻击的影响。作者发现，通过瞬态执行重放（transient-execution replay）技术，攻击者可以在虚拟机内部诱导微架构层面的瞬态行为，从而在不依赖物理功耗测量（如板载电压调节器或示波器）的情况下，将功耗相关的信号转化为可观测的软件侧信道。核心方法利用了 AMD 处理器中某些指令的功耗差异与数据值之间的关系，并通过重放瞬态执行路径来放大这些差异，最终提取加密操作（如 AES、RSA）的密钥信息。实验在多个 AMD EPYC 平台（包括支持 SEV-SNP 的最新一代）上验证了攻击的有效性，展示了从 SEV 保护的虚拟机中恢复密钥的完整流程。该研究揭示了即使是最新的硬件级隔离机制，仍可能因微架构功耗侧信道而面临泄露风险。文章还探讨了可能的缓解策略，例如指令级随机化、功耗均衡或对瞬态执行窗口的改进限制。论文适合关注硬件安全、虚拟化安全、侧信道攻击与防御的研究人员及云服务提供商的安全工程师阅读，以理解当前 SEV 技术尚未完全解决的物理侧信道问题。

该论文展示了一种名为Rain的攻击方法，利用已公布的旧漏洞（L1TF，2018年发现）与推测性越界加载组合，在公共云平台上实现跨虚拟机数据泄露。作者指出，云服务商通常采用孤立补丁方式缓解漏洞，而未消除根本原因，导致组合攻击仍可能奏效。实验在商业云环境中进行，攻击者无需了解主机或客户机的具体信息，在噪声条件下平均15小时即可泄露Nginx服务器的TLS密钥。该研究证实了即使在大型公共云中，基于瞬态执行的攻击仍具有现实可行性。

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。

本文提出了一种名为“Gates of Time”的新型微架构侧信道攻击方法，通过将瞬态执行（transient execution）与缓存攻击相结合，显著提升了缓存侧信道攻击的精度和隐蔽性。传统缓存攻击（如Prime+Probe、Flush+Reload）依赖于测量从缓存访问到主存访问的时间差异，但由于现代处理器中硬件预取、乱序执行等机制的干扰，时序测量往往充满噪声且精度有限。作者观察到，瞬态执行窗口提供了一种短暂且可控的“观察时机”——在错误预测路径的指令被回滚之前，攻击者可以利用该窗口执行精细的缓存时序测量，从而绕过传统防护。具体地，该方法通过构造一个条件分支，使处理器进入瞬态执行路径，在该路径中执行缓存访问并精确记录时间戳，最后在架构状态恢复前提取测量结果。实验表明，Gates of Time能够以低于传统方法一个数量级的延迟分辨率进行缓存集探测，即使在启用缓存隔离或时序模糊化的系统上也能有效工作。该攻击不依赖特定漏洞（如Spectre或Meltdown），而是利用所有现代处理器普遍具备的推测执行机制。主要贡献包括：揭示瞬态执行在侧信道攻击中的新应用维度；设计并验证了多种优化策略（如微架构时间源选择、噪声消除）；证明该技术可增强现有缓存攻击的效率和成功率。本文适合处理器架构师、云服务提供商以及系统安全研究人员阅读，以理解未来微架构级威胁的演进方向。

本文提出 Janus，一个基于编译器的安全框架，旨在缓解 ARM64 平台上的瞬态执行攻击（如 Spectre）和控制流劫持。Janus 利用 ARM 的硬件原语——指针认证（PA）和分支目标识别（BTI），通过修改指针认证修饰符（PA modifiers）来整合推测执行和/或控制流依赖，从而防止控制流推测攻击。它通过现有的控制流完整性机制同时保护控制流和推测执行。为了优化性能，Janus 采用修饰符融合（modifier fusion）技术合并不同防御层的操作，以及载体重用（carrier reuse）技术重用受保护变量的寄存器，从而降低开销，同时保持强大的安全保证。在 SPEC CPU2017 基准测试上，平均性能开销仅为 3.85%；实际应用（如 nginx、redis）的开销在 2.97% 到 7.80% 之间。Janus 有效提供了推测执行安全性，且性能和代码大小开销较低，是 ARM 系统的稳健解决方案。本文适合编译器开发者、系统安全研究人员以及 ARM 平台的安全架构师阅读。

该论文提出 DOLMA，一种基于“瞬态不可观测性”原则的新型微架构安全方案，旨在彻底消除推测执行侧信道攻击（如 Spectre 与 Meltdown）的根源。作者首先分析了现有防御机制（如 lfence、MD 清空、延迟装载等）的局限——它们要么开销过高，要么覆盖不全。基于对瞬态执行中数据流与微架构状态的深度观察，论文定义了“瞬态不可观测性”标准：任何瞬态指令的执行结果不得被后续架构状态或微架构侧信道所观测，即所有瞬态状态的改变必须在提交前完全不可见。DOLMA 通过引入一种新的执行模式，确保只有架构上最终提交的指令才能影响缓存、TLB、分支预测器等共享资源。具体地，DOLMA 在处理器流水线中插入一个“不可观测区”，该区内所有存储操作的结果被暂时阻塞，而加载操作返回的值被标记为“可能不可信”；同时配合一种新型的“瞬态隔离缓冲区”来临时存放写入，直到指令完成提交。实验基于 gem5 模拟器在 x86-64 架构上实现，运行 SPEC CPU2017 与 PARSEC 基准测试。结果表明，与基线相比，DOLMA 的平均性能开销仅 6.7%，远低于现有软件加固方案（30%–100%），也优于大多数硬件方案。论文还从形式化角度论证了 DOLMA 满足瞬态不可观测性，并证明了其能够防御所有已知瞬态执行变种。主要贡献包括：提出瞬态不可观测性原则、设计 DOLMA 微架构、提供完整的形式化安全证明，以及通过模拟评估展示低开销的实用防御。该工作适用于处理器设计团队与微架构安全研究者，为后 Spectre 时代的硬件安全提供了新思路。