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आधुनिक कंप्यूटिंग सिस्टम अक्सर साझा मेमोरी और माइक्रोआर्किटेक्चरल संसाधनों के साथ अति-संगठित CPU और GPU घटकों से युक्त होते हैं। यद्यपि यह एकीकरण अत्यधिक प्रदर्शन लाभ देता है, यह साइड चैनल्स और छुपी हुई चैनल्स के रूप में महत्वपूर्ण जोखिम भी लाता है। ये पारंपरिक प्रक्रिया रोकथाम को बाईपास करके हमलावरों को जानकारी को क्रॉस-घटक निकालने की अनुमति देते हैं।
यह पोस्ट एकीकृत CPU पर क्रॉस-घटक छुपी हुई चैनल्स का एक विस्तृत तकनीकी समीक्षा प्रदान करता है, विशेष रूप से उन पर ध्यान केंद्रित करते हुए जो साझा माइक्रोआर्किटेक्चरल घटकों—कैश, ब्रांच प्रेडिक्टर्स, और अन्य का फायदा उठाते हैं। हम सैद्धांतिक पृष्ठभूमियों, वास्तविक-विश्व की व्यावहारिकता, कोड प्रदर्शनों, और वर्तमान निर्धारण रणनीतियों का अन्वेषण करेंगे। चाहे आप एक सुरक्षा प्रारंभिक हों या एक उन्नत शोधकर्ता, यह गाइड आपके लिए खतरे के मॉडल, व्यावहारिक PoCs, और रक्षा सर्वोत्तम-प्रथाओं का विस्तार करेगा।
एक छुपी हुई चैनल एक संचार पथ है जो सूचना स्थानांतरण के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया था। कंप्यूटिंग में, यह अधिकतर उन परिदृश्यों का संकेत है जहां एक प्रक्रिया (प्रेषक, या "उच्च" प्रक्रिया) जानबूझकर अन्य प्रक्रिया (ग्राहक, या "निम्न" प्रक्रिया) को एक ऐसे तरीके से जानकारी स्थानांतरित करता है जो सुरक्षा नीति द्वारा प्रतिबंधित है।
छुपी हुई चैनल्स नेटवर्क ट्रैफिक तक सीमित नहीं हैं। इनमें से कई सिस्टम के निचले स्तरों पर मौजूद होते हैं जिसमें स्टोरेज चैनल्स (फाइल्स, मेमोरी टाइमिंग आदि का उपयोग) और टाइमिंग चैनल्स (संसाधनों की उपलब्धता में अंतर) शामिल होते हैं।
आधुनिक CPUs और GPUs सुविधा के लिए साझा संसाधनों का उपयोग करते हैं:
जब दो प्रक्रियाएँ इन्हें साझा करती हैं, तो वे साझा हार्डवेयर की स्थिति या टाइमिंग में परिवर्तन का उपयोग करके जानकारी को संकेत कर सकती हैं, भले ही सीधे संचार की अनुमति न हो।
सबसे कुख्यात छुपी हुई चैनल्स कैश-आधारित हैं:
दोनों हमले मल्टी-लेवल CPU कैशेस के साझा प्रकृति का लाभ उठाते हैं, विशेष रूप से अंतिम स्तर के कैश (LLC) का।
आधुनिक CPUs निष्पादन को तेज करने के लिए ब्रांच प्रेडिक्टरों का उपयोग करते हैं। ये प्रेडिक्टर्स प्रक्रियाओं के बीच और कभी-कभी कोर्स के पार साझा होते हैं। यदि एक प्रेषक प्रेडिक्टर को प्रशिक्षित करता है, तो ग्राहक अनुमान में परिवर्तन को जांच और अवलोकन कर सकता है, डेटा प्रसारण को सक्षम कर सकता है।
देखें: "ब्रांच प्रेडिक्टर्स के माध्यम से छुपी हुई चैनल्स: एक व्यवहार्यता अध्ययन"
एकीकृत CPU-GPU सिस्टम DRAM और कभी-कभी अधिक सूक्ष्म घटकों (जैसे, LLC, सिस्टम बस) को साझा करते हैं। यह क्रॉस-घटक संसाधन साझेदारी का खुलासा नए आक्रमण सतहों के लिए करता है:
शोधकर्ताओं ने उन हमलों का अध्ययन किया जहां CPU और GPU, या उन पर चलने वाली विभिन्न प्रक्रियाएँ, साझा कैश लाइन या मेमोरी बैंडविड्थ के माध्यम से छुपी चैनल बनाते हैं (Leaky Buddies)।
clflush निर्देश)।मुख्य बिंदु: टाइमिंग अंतराल प्रेषक की क्रियाओं को प्रकट करते हैं।
ज्यादातर क्लाउड सेटिंग में उपयोग किया जाता है, जहाँ साझा मेमोरी नहीं हो सकती है।
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