The kernels of operating systems such as Windows, Linux, and MacOS are vulnerable to control-flow hijacking. Defenses exist, but many require efficient intra-address-space isolation. Execute-only memory, for example, requires read protection on code segments, and shadow stacks require protection from buffer overwrites. Intel's Protection Keys for Userspace (PKU) could, in principle, provide the intra-kernel isolation needed by such defenses, but, when used as designed, it applies only to user-mode application code. This paper presents an unconventional approach to memory protection, allowing PKU to be used within the operating system kernel on existing Intel hardware, replacing the traditional user/supervisor isolation mechanism and, simultaneously, enabling efficient intra-kernel isolation. We call the resulting mechanism Protection Keys for Kernelspace (PKK). To demonstrate its utility and efficiency, we present a system we call IskiOS: a Linux variant featuring execute-only memory (XOM) and the first-ever race-free shadow stacks for x86-64. Experiments with the LMBench kernel microbenchmarks display a geometric mean overhead of about 11% for PKK and no additional overhead for XOM. IskiOS's shadow stacks bring the total to 22%. For full applications, experiments with the system benchmarks of the Phoronix test suite display negligible overhead for PKK and XOM, and less than 5% geometric mean overhead for shadow stacks.


翻译:视窗、 Linux 和 MacOS 等操作系统的内部隔热器。 防御系统存在, 但许多系统需要有效的内部隔热系统。 防御系统存在, 但许多系统需要高效的内空隔离。 执行专用内存, 例如, 需要对代码区进行阅读保护, 阴影堆需要防止缓冲溢出。 英特尔用户空间的保护密钥( PKU) 原则上可以提供这些防御系统所需的内部隔热器( PKU), 但是, 当使用时, 它只适用于用户- 模式应用程序代码。 本文展示了一种非常规的内存保护方法, 允许 PKU 在操作系统内部的暗层内核内核内核内核内核内核内核内核内核内存内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核内核及

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
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
【新书】Python编程基础,669页pdf
专知会员服务
199+阅读 · 2019年10月10日
分布式并行架构Ray介绍
CreateAMind
10+阅读 · 2019年8月9日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
fastlane 入门使用
CocoaChina
4+阅读 · 2019年4月23日
神器Cobalt Strike3.13破解版
黑白之道
13+阅读 · 2019年3月1日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
【推荐】树莓派/OpenCV/dlib人脸定位/瞌睡检测
机器学习研究会
9+阅读 · 2017年10月24日
【推荐】基于TVM工具链的深度学习编译器 NNVM compiler发布
机器学习研究会
6+阅读 · 2017年10月7日
Arxiv
8+阅读 · 2018年6月19日
VIP会员
最新内容
刚刚!Jev中文教程项目发布了
专知会员服务
0+阅读 · 10月4日
《人工智能赋能的适应性多功能电磁战》
专知会员服务
12+阅读 · 9月29日
俄乌战场实验室:全面战争如何重塑现代作战
专知会员服务
8+阅读 · 9月29日
2026年美空军协会会议上的无人机系统趋势
专知会员服务
11+阅读 · 9月28日
反制无人机:乌克兰提供的五点启示
专知会员服务
17+阅读 · 9月23日
《各指挥层级均亟需红队能力》报告
专知会员服务
11+阅读 · 9月23日
相关资讯
分布式并行架构Ray介绍
CreateAMind
10+阅读 · 2019年8月9日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
fastlane 入门使用
CocoaChina
4+阅读 · 2019年4月23日
神器Cobalt Strike3.13破解版
黑白之道
13+阅读 · 2019年3月1日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
【推荐】树莓派/OpenCV/dlib人脸定位/瞌睡检测
机器学习研究会
9+阅读 · 2017年10月24日
【推荐】基于TVM工具链的深度学习编译器 NNVM compiler发布
机器学习研究会
6+阅读 · 2017年10月7日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员