A Secure Cache Architecture against Buffer-Overflow Attacks - Considering an Energy - Security Tradeoff -

本稿では，高度情報化社会システムの大きな脅威であるコンピュータ・ウィルス問題に着目し， それを解決するアーキテクチャ・アプローチとしてセキュア・キャッシュ(SCache)を提案する． また，このようなキャッシュ・システムを前提とし，安全性と消費エネルギーのトレードオフに 関する議論を行う．多くのコンピュータ・ウィルスはバッファ・オーバフローを引き起こし，関 数の戻りアドレスを改ざんすることでプログラムの実行制御を乗っ取る．SCache では，本来キ ャッシュが有する冗長性を活用し，書込みデータの複製を生成することで戻りアドレスを保護す る．ベンチマーク・プログラムを用いた定量的評価を行った結果，多くのプログラムにおいて 99.7%以上の戻りアドレスの安全性を保障することができた．This paper proposes a novel cache architecture, called Secure Cache (SCache), to protect computer systems from malicious codes, and discuses an energy-security tradeoff. A number of malicious codes attempt to take program-execution flow by causing stack smashing that corrupts a return address. In order to avoid the return address corruption, SCache generates a replica data in the cache area. In our evaluation, for many benchmarks, it is observed that more than 99.7% of return-address loads can be protected