Question

我参加了加密课程，我必须做一个关于旁道攻击的演讲。因此，我试图自己实施一个。

我特意尝试关注this paper。但是，我在这种低级编程方面遇到了一些问题。

我写了一个简短的C程序来计算对变量的访问时间，以便找出它是否被访问过（尽管在这种情况下我是访问它的人，所以我知道前面的答案）。然后重点是将其概括为知道某个其他进程何时达到某个特定状态。

基本上，它运行10k次迭代，并且在每次迭代中以概率1/10，访问指针。在每次迭代中，注册处理器访问指针所花费的时间，然后将指针从缓存中刷新。这些值将打印到文件中。

这是我写的代码（汇编部分实际上来自我引用的论文）：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <time.h>

int probe(char *adrs) {
    volatile unsigned long time;

    asm __volatile__ (
            " mfence \n"
            " lfence \n"
            " rdtsc \n"
            " lfence \n"
            " movl %%eax, %%esi \n"
            " movl (%1), %%eax \n"
            " lfence \n"
            " rdtsc \n"
            " subl %%esi, %%eax \n"
            " clflush 0(%1) \n"
            : "=a" (time)
            : "c" (adrs)
            : "%esi", "%edx");
    return time;
}

void myfunc(void* buffer[]) {
    int nptrs;

    nptrs = backtrace(buffer, 10);
}

int main(int argc, char** argv) {
    srand(time(NULL));

    int r = rand(), i;
    struct timespec tim, tim2;
    tim.tv_sec = 0;
    tim.tv_nsec = 5000L;
    void* buffer[10];
    char letter = 'c';
    char* p = &letter;

    FILE *f = fopen("output.txt","w");
    if(f == NULL) printf("Error opening file!\n");

    myfunc(buffer);
    for(i=0; i < 10000; i++) {
        r = rand();
        nanosleep(&tim,&tim2);
        if(r%10 == 3) { // 3 is completely arbitrary; could be any value really
            myfunc(buffer);
            printf("%c ",letter);
        }
        fprintf(f,"%d,%d,%d\n", r%10 == 3, probe(buffer[0]),probe(p)); // print the timings to file, and whether the variable was accessed or not
    }

    return 0;
}

现在我的问题是：这应该写入文件＆＃34; 1，x，y＆＃34;如果r％10 == 3，则小x和y，以及＆＃34; 0，x，y＆＃34;否则，大x和y。我试过在运行Debian（32位和64位）的两个不同的VM中运行它，用gcc 4.7.2编译（只使用标志是-g），我得到的结果不同，没有一个是什么我想要。

在32位VM中，＆＃34;探针（缓冲区[0]）＆＃34;似乎有点工作，虽然并非总是如此。但是＆＃34;探针（p）＆＃34;总是返回低值（这绝对没有信息）。以下是输出的相关部分（可用的完整输出here）：

0,250,48
1,33,54
0,74,33
1,36,33
0,61,33
0,92,33
0,48,62
0,405,33

在64位VM中，两个值几乎总是高于4000，与被访问的指针无关。另一个相关细分（和完整输出here）：

1,4341,4371
0,4320,4341
0,4495,4320

所以我的问题是：

在32位VM中，为什么char *总是很快访问？（无效*与char *不同？还是其他原因）
为什么VM有不同的结果？
在64位VM中，为什么两个值都在4000左右？

Answer 1

这是一个非常有趣的问题。

char *和void *之间应该没有区别，唯一的区别在于指针算术。但是我认为从32位到64位的时间差异是由于架构的变化。 64位访问内存通常比32位慢，但由于有更多的寄存器，它们通常不必访问内存。 Here's a link to info on 64-bit architecture, and the difference from 32-bit.

用于侧信道攻击的C定时内存访问

1 个答案: