In the quest for efficiency and performance, edge-computing providers eliminate isolation boundaries between tenants, such as strict process isolation, and instead let them compute in a more lightweight multi-threaded single-process design. Edge-computing providers support a high number of tenants per machine to reduce the physical distance to customers without requiring a large number of machines. Isolation is provided by sandboxing mechanisms, e.g., tenants can only run sandboxed V8 JavaScript code. While this is as secure as a sandbox for software vulnerabilities, microarchitectural attacks can bypass these sandboxes. In this paper, we show that it is possible to mount a Spectre attack on such a restricted environment, leaking secrets from co-located tenants. Cloudflare Workers is one of the top three edge-computing solutions and handles millions of HTTP requests per second worldwide across tens of thousands of web sites every day. We demonstrate a remote Spectre attack using amplification techniques in combination with a remote timing server, which is capable of leaking 120 bit/h. This motivates our main contribution, Dynamic Process Isolation, a process isolation mechanism that only isolates suspicious worker scripts following a detection mechanism. In the worst case of only false positives, Dynamic Process Isolation simply degrades to process isolation. Our proof-of-concept implementation augments a real-world cloud infrastructure framework, Cloudflare Workers, which is used in production at large scale. With a false-positive rate of only 0.61%, we demonstrate that our solution vastly outperforms strict process isolation in terms of performance. In our security evaluation, we show that Dynamic Process Isolation statistically provides the same security guarantees as strict process isolation, fully mitigating Spectre attacks between multiple tenants.


翻译:在追求效率和性能的过程中,边缘计算提供者消除了租户之间的隔离界限,例如严格的流程隔离,而让它们以更轻的多面阅读的单一程序设计来计算。 边缘计算提供者支持每台机器大量租户减少与客户的实际距离,而不需要大量机器。 沙箱机制提供了隔离,例如,租户只能运行沙箱 V8 JavaScript 代码。 虽然这和软件脆弱性的沙箱一样安全, 微结构构造攻击可以绕过这些沙箱。 在本文中,我们表明有可能在这种受限制的环境中发动一次直观攻击,泄露合用同一地点的租户之间的秘密。 云层工人是顶尖的三种边缘计算解决方案之一,每天在全球数万个网站中每秒处理数百万个HTTP的要求。 我们展示了远程Sprecredicretretrestration攻击, 以及一个远程时间框架, 能够让120个位/hetrofredicredicredial 服务器之间漏掉。 在本文中,这只能激励我们最糟糕的运行程序, 动态进程将展示了我们最糟糕的磁化过程。

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