The Check tools automate formal memory consistency model and security verification of processors by analyzing abstract models of microarchitectures, called $\mu$SPEC models. Despite the efficacy of this approach, a verification gap between $\mu$SPEC models, which must be manually written, and RTL limits the Check tools' broad adoption. Our prior work, called RTL2$\mu$SPEC, narrows this gap by automatically synthesizing formally verified $\mu$SPEC models from SystemVerilog implementations of simple processors. But, RTL2$\mu$SPEC assumes input designs where an instruction (e.g., a load) cannot exhibit more than one microarchitectural execution path ($\mu$PATH, e.g., a cache hit or miss path) -- its single-execution-path assumption. In this paper, we first propose an automated approach and tool, called RTL2M$\mu$PATH, that resolves RTL2$\mu$SPEC's single-execution-path assumption. Given a SystemVerilog processor design, instruction encodings, and modest design metadata, RTL2M$\mu$PATH finds a complete set of formally verified $\mu$PATHs for each instruction. Next, we make an important observation: an instruction that can exhibit more than one $\mu$PATH strongly indicates the presence of a microarchitectural side channel in the input design. Based on this observation, we then propose an automated approach and tool, called SynthLC, that extends RTL2M$\mu$PATH with a symbolic information flow analysis to support synthesizing a variety of formally verified leakage contracts from SystemVerilog processor designs. Leakage contracts are foundational to state-of-the-art defenses against hardware side-channel attacks. SynthLC is the first automated methodology for formally verifying hardware adherence to them.


翻译:Check工具通过分析称为$μ$SPEC模型的微架构抽象模型,实现了处理器形式化内存一致性模型与安全验证的自动化。尽管该方法有效,但需要手动编写的$μ$SPEC模型与RTL之间的验证鸿沟限制了Check工具的广泛采用。我们先前的工作RTL2$μ$SPEC通过从简单处理器的SystemVerilog实现中自动综合形式化验证的$μ$SPEC模型,缩小了这一鸿沟。然而,RTL2$μ$SPEC假设输入设计中一条指令(例如加载指令)不能表现出超过一种微架构执行路径($μ$PATH,例如缓存命中或未命中路径)——即其单执行路径假设。在本文中,我们首先提出了一种自动化方法与工具RTL2M$μ$PATH,以解决RTL2$μ$SPEC的单执行路径假设。给定一个SystemVerilog处理器设计、指令编码及适度的设计元数据,RTL2M$μ$PATH可为每条指令找到一组完整的形式化验证的$μ$PATH。接着,我们提出一个重要观察:一条能够表现出超过一种$μ$PATH的指令,强烈暗示输入设计中存在微架构侧信道。基于此观察,我们进一步提出了一种自动化方法与工具SynthLC,它扩展了RTL2M$μ$PATH,通过符号化信息流分析来支持从SystemVerilog处理器设计中综合多种形式化验证的泄漏契约。泄漏契约是当前最先进的硬件侧信道攻击防御措施的基础。SynthLC是首个用于形式化验证硬件是否遵循泄漏契约的自动化方法。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
可解释AI(XAI)工具集—DrWhy
专知
25+阅读 · 2019年6月4日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关VIP内容
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
可解释AI(XAI)工具集—DrWhy
专知
25+阅读 · 2019年6月4日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员