360度全面抵御黑客攻击的新型芯片来了！

最新推荐文章于 2023-08-16 22:56:56 发布

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密歇根大学开发的新型计算机处理器架构MORPHEUS芯片，能通过加密并随机调整自身代码和数据关键比特位，抵御潜在攻击。它将安全性融入硬件，可调整频率平衡安全与资源消耗，还能检测攻击，有望用于多种设备。

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作者｜ANN ARBOR

译者｜弯月

责编｜伍杏玲

出品｜优快云（ID：优快云news）

密歇根大学开发的一种新型计算机处理器架构可能会缔造一个全新的未来——计算机主动抵御威胁，并淘汰当前的错误和补丁的电子安全模型。

这个名为MORPHEUS的芯片可以通过加密，并以每秒20次的速度随机调整自身代码和数据的关键比特位，这远比人类黑客的工作速度快无数倍，甚至比最快的电子黑客技术还快几千倍，因此能够抵御潜在的攻击。

密歇根大学计算机科学与工程教授兼系统开发人员Todd Austin表示：“当今消除安全漏洞的方法注定要失败。人们不断编写新代码，只要有新代码，就会出现新的Bug以及安全漏洞。”

“一旦拥有MORPHEUS，即使黑客发现了一个Bug，利用这个Bug时需要的信息也会在50毫秒后消失。该芯片几乎代表了未来的安全系统。”

Austin和他的同事展示了由DARPA资助的原型处理器，该处理器成功地抵御了每一种已知的控制流攻击变种——控制流攻击是黑客使用的最危险和最广泛的技术之一。

这项技术可用于各种应用，包括笔记本电脑、个人电脑以及物联网设备，对于这些设备来说，简单可靠的安全技术越来越重要。

他说：“我们都知道如果有人攻击你办公桌上的电脑，那么将带来多么大的破坏。但是攻击你的车载设备、智能锁，甚至你身体上的智能设备可能会给用户带来更大的风险。”

Austin表示，MORPHEUS并没有采用利用软件修复已知代码漏洞的方法，而是将安全性融入到了硬件中。它通过一种名叫“churn”的处理，不断地随机打乱关键性的程序，从而确保黑客找不到漏洞或利用漏洞。

Austin说：“想象一个魔方，一眨眼的功夫就会重新打乱，那么这个魔方就是无解的。这就是黑客面对MORPHEUS时的状况。MORPHEUS让计算机转变成了根本无法解决的难题。”

然而，MORPHEUS对软件开发人员和最终用户是透明的。这是因为它只会专心随机化“未定义语义”的数据比特。未定义的语义指的是计算体系结构意义上的位置，例如程序代码的位置、格式和内容等都是未定义的语义。

未定义的语义是处理器最基本的一部分机制，通常一般的程序员不会与它们打交道。但是黑客可以利用未定义的语义进行逆向工程，发现漏洞并发动攻击。

MORPHEUS可以调整churn的频率，在最大化安全性和最小化资源消耗之间找到适当的平衡。Austin表示，演示处理器选择了每50毫秒一次的churn频率，这比最快的电子黑客技术快几千倍，但性能降低只有1%。该架构还包括一个攻击检测器，可以查找悬而未决的威胁，并在感知到攻击即将发生时提高churn的频率。

上个月，在ACM国际编程语言和操作系统架构支持会议上，Austin及其同事发表了该芯片与研究论文。

演示芯片是RISC-V处理器，这是一种常用的开源芯片设计，通常用于研究。Austin正在努力与Agita Labs合作，将该芯片商业化。（Agita Labs是由Austin和密歇根大学计算机科学与工程教授Valeria Bertacco创立的创业公司，Valeria Bertacco也是该论文的作者。）

该论文的其他研究人员包括，密歇根大学计算机科学和工程助理教授Baris Kasikci；计算机科学与工程研究生研究助理Mark Gallagher、Lauren Biernacki、Zelalem Birhanu Aweke、Salessawi Ferede Yitbarek和Misiker Tadesse Aga；最近毕业于文学、理学和艺术学院计算机科学，及计算机科学与工程博士预备研究生陈士博；德克萨斯大学的Mohit Tiwari和Austin Harris；普林斯顿大学的Sharad Malik和Zhixing Xu。

该研究由DARPA提供支持，合同编号：HR0011-18-C-0019。

原文：https://news.umich.edu/unhackable-new-chip-stops-attacks-before-they-start/

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