Fundamentally Understanding and Solving RowHammer
我们提供了RowHammer漏洞的最新发展和未来发展方向的概述,该漏洞困扰着现代DRAM(动态随机存储器访问)芯片,几乎所有的计算系统都用作主存储器。RowHammer是重复访问真实DRAM芯片中的行导致位翻转(即,数据损坏)。这种现象导致了严重和广泛的系统安全漏洞,正如自2014年RowHammer论文以来的许多作品所显示的那样。最近对RowHammer现象的分析表明,随着DRAM技术规模的不断扩大,这个问题变得越来越严重:新的DRAM芯片在器件和电路层面上更容易受到RowHammer的影响。对RowHammer的深入分析表明,该问题有许多方面,因为漏洞对许多变量都很敏感,包括环境条件(温度\电压),过程变化,存储的数据模式以及内存访问模式和内存控制策略。因此,已经证明很难设计出完全安全且非常有效的(即,性能、能量、面积方面的低开销)保护机制,以及DRAM制造商所做的尝试已经显示出缺乏安全保证。在回顾了最近在利用,理解和减轻RowHammer方面的各种发展之后,我们讨论了我们认为对解决RowHammer问题至关重要的未来方向。我们主张两个主要方向来扩大研究和开发工作:1)在现场部署的尖端DRAM芯片和计算系统中建立对问题及其多个维度的更深入理解,以及2)通过系统内存合作设计和开发极其高效和完全安全的解决方案。
2023-02-03 cs.AR cs.CR
An Experimental Characterization of Combined RowHammer and RowPress Read Disturbance in Modern DRAM Chips
本文在 84 个真实 DDR4 芯片上实验表征 RowHammer 与 RowPress 组合访问模式,发现其首次位翻转更快且翻转位不同,并提出双边攻击中一行 RowPress 效应更强的假设。
2024-06-22 cs.AR cs.CR
SpyHammer: Understanding and Exploiting RowHammer under Fine-Grained Temperature Variations
首次揭示 RowHammer 对细粒度温度变化高度敏感,并提出 SpyHammer 攻击,利用位错误率随温度变化的规律精准窥探关键系统 DRAM 温度。
2024-06-02 cs.AR cs.CR
Probabilistic Tracker Management Policies for Low-Cost and Scalable Rowhammer Mitigation
本文提出概率型追踪器管理策略 PROTEAS,通过请求流采样和随机驱逐实现抗 thrashing,在资源受限下以极低性能开销安全缓解 Rowhammer 攻击,且防御能力远超同类方案。
2024-04-24 cs.AR cs.CR
BreakHammer: Enhancing RowHammer Mitigations by Carefully Throttling Suspect Threads
BreakHammer通过跟踪并限制触发RowHammer预防性动作的硬件线程,显著降低内存系统性能、能耗和公平性开销,且面积开销几乎为零。
2024-10-04 cs.AR cs.CR
Understanding RowHammer Under Reduced Refresh Latency: Experimental Analysis of Real DRAM Chips and Implications on Future Solutions
本文基于388个真实DDR4芯片实验分析刷新延迟与RowHammer的关系,提出PaCRAM以部分电荷恢复降低五种现有缓解机制的性能、能耗和面积开销。
2025-02-17 cs.AR cs.CR
Demystifying DRAM Read Disturbance: Bridging the Gap Between Experimental Characterization and Device-Level Modeling of RowHammer and RowPress Phenomena
ETH Zurich(苏黎世联邦理工学院);East China Normal University(华东师范大学);Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学)
本研究弥合了RowHammer与RowPress的实验表征与器件级建模的差距,通过TCAD仿真更新了器件级错误机制,为DRAM读干扰的表征与缓解提供了基础。
2026-07-31 cs.AR cs.CR
CoMeT: Count-Min-Sketch-based Row Tracking to Mitigate RowHammer at Low Cost
本文提出 CoMeT,利用 Count-Min Sketch 哈希计数器跟踪 DRAM 行激活,在极低 RowHammer 阈值下安全防止位翻转,并显著降低面积与性能开销。
2024-02-29 cs.AR cs.CR
SoK: Rowhammer on Commodity Operating Systems
本文系统化梳理了基于DRAM的商用系统中的Rowhammer攻击与防御,提出统一分析框架以刻画现有攻击、揭示新攻击向量,并分类归纳软件与生产级防御策略及其局限。
2024-05-01 cs.AR cs.CR
Are We Susceptible to Rowhammer? An End-to-End Methodology for Cloud Providers
云提供商担心Rowhammer对其服务器构成潜在的严重威胁,但目前他们缺乏系统的方法来测试服务器中使用的DRAM是否容易受到Rowhammer攻击。本文提出了一种端到端的方法来确定云服务器是否容易受到这些攻击。通过我们的方法,云提供商可以为DRAM构建最坏情况的测试条件。我们将我们的方法应用于来自主要云提供商的三类服务器。我们的研究结果表明,在以前的工作中使用的CPU指令序列安装Rowhammer攻击创建最坏情况下的DRAM测试条件。为了解决这一限制,我们开发了一个指令序列,利用微架构的副作用,以接近最佳的速度在现代英特尔Skylake和Cascade Lake平台上的“锤子”DRAM。我们还设计了一个DDR4故障注入器,可以反向工程任何DDR4 DIMM的行相邻。当应用于我们的云提供商的DIRECT时,我们发现DRAM行并不总是遵循线性映射。
2020-03-10 cs.AR cs.CR
ImPress: Securing DRAM Against Data-Disturbance Errors via Implicit Row-Press Mitigation
针对DRAM数据干扰错误,提出ImPress隐式行按压缓解方法,不限制行打开时间,兼容现有控制器和DRAM内跟踪器,保持Rowhammer阈值,透明增强对Row-Press的鲁棒性。
2024-07-22 cs.AR cs.CR
ABACuS: All-Bank Activation Counters for Scalable and Low Overhead RowHammer Mitigation
ABACuS提出利用单个共享行激活计数器跟踪所有DRAM bank中相同行地址的激活,以低性能、能量和面积开销实现可扩展的RowHammer缓解,并在多个阈值下优于现有方案。
2024-05-02 cs.AR cs.CR
Threshold Breaker: Can Counter-Based RowHammer Prevention Mechanisms Truly Safeguard DRAM?
本文提出Threshold Breaker多侧故障注入攻击,通过攻击距目标行更远的行绕过基于计数器的RowHammer防御,并在128款DDR4 DRAM及DNN对抗攻击中验证其有效性。
2023-11-28 cs.AR cs.CR
FP-Rowhammer: DRAM-Based Device Fingerprinting
本文提出FP-Rowhammer,利用DRAM制造工艺变异导致的Rowhammer位翻转分布差异,在归一化或混淆配置下高效提取唯一稳定指纹,98个模块上准确率达99.91%。
2024-10-22 cs.CR
RowHammer: A Retrospective
这篇回顾性论文描述了动态随机存取存储器(DRAM)中的RowHammer问题,该问题最初由Kim等人在ISCA 2014会议~ \cite{rowhammer-isca2014}上介绍。RowHammer是一个电路级故障机制如何导致实际和广泛的系统安全漏洞的主要(也许是第一个)例子。重复访问现代DRAM芯片中的行会导致物理相邻行中一致可预测位位置处的位翻转。RowHammer是由称为{ \em DRAM干扰错误}的硬件故障机制引起的,这是缩放存储器技术中电路级单元间干扰的表现。Google Project Zero的研究人员在2015年证明,这种硬件故障机制可以被用户级程序有效地利用,以获得真实系统上的内核权限。许多其他后续作品展示了利用RowHammer的其他实际攻击。在本文中,我们全面调查了基于RowHammer的攻击的科学文献以及防止RowHammer的缓解技术。我们还讨论了DRAM和其他类型的存储器中可能潜伏的其他相关漏洞,例如,NAND闪存或相变存储器,随着存储器技术扩展到更高的密度,它们可能潜在地威胁安全系统的基础。最后,我们描述并倡导一种原则性的方法来进行内存可靠性和安全性研究,使我们能够更好地预测和预防此类漏洞。
2019-04-22 cs.AR cs.CR
Dynamic Rowhammer Threshold Management: Temperature-Aware Threshold for In-DRAM Defenses
Santa Clara University(圣克拉拉大学)
研究针对内存中行锤防御阈值随温度变化的问题,提出动态行锤阈值管理方法,通过线性-T模型和保护带调整各防御阈值,经实验验证能降低PRAC和SALT-C的突破次数,对TRR起诊断作用,且延迟较低。
2026-08-05 cs.AR cs.CR
An Experimental Analysis of RowHammer in HBM2 DRAM Chips
本文通过实验刻画了真实HBM2 DRAM芯片的RowHammer脆弱性,发现不同3D堆叠通道、行位置和未公开刷新触发防御对RH特性有显著影响,为未来攻击与防御提供依据。
2023-05-29 cs.AR cs.CR
ALARM: Active LeArning of Rowhammer Mitigations
University of Sussex(萨塞克斯大学);Montanarius Ltd(Montanarius 有限公司);Royal Holloway University of London(伦敦大学皇家霍洛威学院);Huawei 2012 Labs, Huawei R&D UK(华为2012实验室,华为英国研发中心);Arm Ltd(安谋国际科技股份有限公司);University College London(伦敦大学学院)
Rowhammer是当代动态随机存取存储器(DRAM)的一个严重安全问题,其中位的读取或写入可以翻转其他位。DRAM制造商增加了缓解措施,但没有透露细节,这使得客户难以评估其功效。我们提出了一个工具,基于主动学习,自动推断参数Rowhammer缓解对现代DRAM的合成模型。
2022-11-30 cs.AR cs.CR cs.LG
Retrospective: Flipping Bits in Memory Without Accessing Them: An Experimental Study of DRAM Disturbance Errors
回顾 ISCA 2014 论文,该研究首次系统揭示现代 DRAM 中的 RowHammer 漏洞,证明超 80% 测试模块易受诱发位翻转影响,提出七种缓解方案,并深刻影响了后续学术界与工业界的安全攻防研究。
2023-06-28 cs.AR cs.CR
Improving DRAM Performance, Reliability, and Security by Rigorously Understanding Intrinsic DRAM Operation
DRAM是现代系统中用于主存储器的主要技术。不幸的是,随着DRAM规模缩小到更小的技术节点,它在数据完整性和延迟方面都面临着关键挑战,这严重影响了整体系统的可靠性,安全性和性能。为了为未来的系统开发可靠、安全和高性能的基于DRAM的主存储器,严格地表征、分析和理解各个方面(例如,可靠性、保持性、等待时间、RowHammer漏洞)以及它们的架构。本论文的目标是1)开发技术和基础设施,使这种严格的表征,分析和理解,和2)使新的机制,以提高DRAM的性能,可靠性和安全性的基础上开发的理解。为此,在本论文中,我们1)设计、实现并原型化了一种新的实用且灵活的基于FPGA的DRAM表征基础设施(称为SoftMC),2)使用DRAM表征基础设施开发新的实验方法(称为U-TRR),以揭示现有专有的操作-DRAM RowHammer保护机制并设计新的RowHammer访问模式以有效地规避这些RowHammer保护机制,3)提出一种新的DRAM架构,称为SelfManaging DRAM,用于实现自主和有效的DRAM内维护操作,其不仅实现更好的性能、效率和可靠性,而且还实现对DRAM芯片的更快和更容易的改变的采用,以及4)提出了一种通用DRAM衬底,称为复制行(CROW)衬底,其实现用于改进DRAM性能、能量消耗和可靠性的新机制。
2023-03-13 cs.AR cs.CR
ARTA: Adaptive Reinforcement-Learning-Based Throttling Agent for RowHammer Vulnerabilities
British Columbia Institute of Technology(不列颠哥伦比亚理工学院);Virginia Tech(弗吉尼亚理工大学);Fairleigh Dickinson University(费尔利·迪金森大学)
提出ARTA,一种基于Q学习的轻量级节流机制,通过监控DRAM刷新窗口内的内存访问行为并动态调整核心吞吐量,消除位翻转并提升性能。
2026-06-06 cs.AR cs.CR
Scalable and Configurable Tracking for Any Rowhammer Threshold
针对Rowhammer阈值降低带来的追踪存储开销过高问题,提出动态复用LLC空间的可扩展追踪器START及大内存适配版START-M,以极低开销实现高精度低阈值追踪。
2023-11-06 cs.AR cs.CR
RowPress Vulnerability in Modern DRAM Chips
该研究揭示了现代DRAM中不同于RowHammer的新型读取干扰漏洞RowPress,验证其在商用DDR4芯片中广泛存在且能突破现有RowHammer防护,提出了可同时抵御两种干扰的有效缓解技术。
2024-08-19 cs.AR cs.CR
PuDHammer: Experimental Analysis of Read Disturbance Effects of Processing-using-DRAM in Real DRAM Chips
论文针对 PuD 多行激活引发的读扰动问题,在 316 个真实 DDR4 芯片上表征 PuDHammer,证明其显著降低位翻转阈值并可绕过 TRP,同时评估对策与 PRAC 的高开销。
2025-06-15 cs.AR cs.CR
RowHammer Vulnerability Counter (RVC): Redefining RowHammer Detection with Victim-Centric Tracking
IIT Ropar(印度技术研究所罗帕尔分校)
本文提出RVC框架,通过评估行实际位翻转风险而非单纯跟踪激活次数,显著减少冗余刷新操作,提升防护效率和能效,优于现有方法。
2026-04-27 cs.AR cs.CR
RowPress: Amplifying Read Disturbance in Modern DRAM Chips
本文发现并系统分析了DDR4 DRAM中新型读干扰现象RowPress,通过保持行打开即可大幅降低引发位翻转所需的激活次数,并提出了基于现有RowHammer缓解技术的低开销防御方法。
2024-03-28 cs.AR cs.CR
Understanding and Mitigating Covert Channel and Side Channel Vulnerabilities Introduced by RowHammer Defenses
本文首次分析RowHammer防御引入的时序隐蔽与侧信道漏洞,提出LeakyHammer攻击实现高速信道和网站指纹识别,并评估三种对策,揭示根本缓解会带来高开销。
2025-10-16 cs.AR cs.CR
MINT: Securely Mitigating Rowhammer with a Minimalist In-DRAM Tracker
本文提出一种仅需单个条目的极简DRAM内部追踪器MINT,通过概率性选择刷新时缓解目标,以极低开销安全缓解Rowhammer攻击,并分析了刷新推迟的影响。
2024-07-22 cs.AR cs.CR
RowHammer and Beyond
我们将讨论DRAM中的RowHammer问题,这是动态随机存取存储器(DRAM)中的电路级故障机制如何导致实际和广泛的系统安全漏洞的主要(可能是第一个)例子。RowHammer是重复访问现代DRAM芯片中的行的现象,可预见地导致物理相邻行中的错误。它是由称为读干扰错误的硬件故障机制引起的。基于我们在ISCA 2014上的初步基础工作,Google Project Zero证明了这种硬件现象可以被用户级程序利用来获得内核权限。最近的许多其他作品展示了利用RowHammer的其他攻击,包括远程接管易受RowHammer攻击的服务器。我们将分析问题的根本原因并研究解决方案方向。我们还将讨论DRAM和其他类型的存储器中可能潜伏的其他问题,例如,NAND闪存和相变存储器,随着存储器技术扩展到更高的密度,它们可能会威胁可靠和安全系统的基础。
2019-03-25 cs.CR
DRAMDig: A Knowledge-assisted Tool to Uncover DRAM Address Mapping
由于最近出现的rowhammer漏洞需要无证的DRAM地址映射,我们提出了一个通用的知识辅助工具,DRAMDig,它需要考虑到领域知识,有效地和确定性地发现任何基于英特尔的机器上的DRAM地址映射。我们在一些机器上测试了DRAM Dig,这些机器具有不同的DRAM芯片和微架构组合,从英特尔Sandy Bridge到Coffee Lake。与以前的工作相比,DRAMDig确定性地反向工程DRAM地址映射在所有测试机器上,平均只有7.8分钟。基于未覆盖的映射,我们进行了双侧Rowhammer测试,结果表明,DRAMDig诱导显着更多的位翻转比以前的作品,证明了未覆盖的DRAM地址映射的正确性。
2020-07-25 cs.AR cs.CR
Revisiting DRAM Read Disturbance: Identifying Inconsistencies Between Experimental Characterization and Device-Level Studies
本文通过对比96个商用DDR4 DRAM芯片的实验表征与器件级模拟,发现RowHammer和RowPress位翻转方向及访问模式依赖性存在根本不一致,并提出两种可能原因,旨在推动对DRAM读干扰的更全面理解。
2025-04-25 cs.AR cs.CR
TRRespass: Exploiting the Many Sides of Target Row Refresh
在大量备受瞩目的RowHammer攻击之后,CPU和DRAM供应商争先恐后地提供针对RowHammer问题的最终硬件解决方案:目标行刷新(TRR)。从业者普遍认为,对于受TRR保护的最新一代DDR4系统,RowHammer在实践中不再是一个问题。然而,实际上,人们对TRR知之甚少。在本文中,我们揭开了TRR的内部工作原理,并揭穿了它的安全保证。我们表明,什么是宣传作为一个单一的缓解机制,实际上是一系列不同的解决方案下的总术语TRR合并。通过深入分析,我们检查并披露了不同的现有TRR解决方案,并证明现代实现完全在DRAM芯片内运行。尽管在DRAM缓解分析的困难,我们描述了新的技术,以获得这些缓解机制的操作的见解。这些见解使我们能够构建TRRespass,一个可扩展的黑盒RowHammer模糊器。TRRespass表明,即使是最新一代的DDR4芯片,具有内置DRAM TRR,对所有已知的RowHammer攻击免疫,通常仍然容易受到我们开发的RowHammer的新TRR感知变体的攻击。特别是,TRRespass发现,在现代DDR4模块上,当使用许多攻击者行(在某些情况下多达19行)时,RowHammer仍然是可能的,我们通常将其称为多面RowHammer。总的来说,我们的分析表明,来自所有三家主要DRAM供应商的42个模块中有13个容易受到我们的TRR感知RowHammer访问模式的攻击…
2020-04-03 cs.CR
Intrinsic Rowhammer PUFs: Leveraging the Rowhammer Effect for Improved Security
物理不可克隆功能(PUF)已经成为用于设备指纹、设备标识或密钥存储的重要且有前途的硬件原语。与基于涉及硬件修改的定制电路的外部硅PUF不同,内部PUF利用现有器件中已经存在的组件。在这项工作中,我们提出了一种新型的基于存储器的固有PUF,它利用了DRAM模块中的Rowhammer效应; Rowhammer PUF。我们的PUF利用位翻转,这发生在DRAM单元中,由于快速和重复访问DRAM行。先前的研究主要集中在Rowhammer攻击,其中Rowhammer效应用于非法更改存储在内存中的数据,例如,更改页表条目或启用权限提升攻击。同时,这是第一个将Rowhammer效应用于积极背景的工作:设计一种新型的PUF。我们使用商用现成设备对Rowhammer PUF进行了广泛评估,而不依赖于定制硬件或基于FPGA的设置。评估表明,Rowhammer PUF具有所设想的安全应用所需的特性,并且可以在今天部署。
2019-02-12 cs.CR
A Simulation-based Evaluation Framework for Inter-VM RowHammer Mitigation Techniques
针对虚拟机间 RowHammer 缓解技术受底层 DRAM 地址映射制约、难以全面评估的问题,提出基于仿真的可配置评估框架,可复现现有软件方案并评估其缓解能力与性能开销。
2025-06-08 cs.CR
GPUHammer: Rowhammer Attacks on GPU Memories are Practical
University of Toronto(多伦多大学)
GPUHammer首次实现对NVIDIA GDDR6 GPU的Rowhammer攻击,通过逆向工程行映射和优化内存访问,在A6000上注入比特翻转,并展示可致ML模型精度下降高达80%。
2026-09-17 cs.CR
Another Flip in the Wall of Rowhammer Defenses
Rowhammer漏洞允许来自非特权软件的DRAM单元中的位进行未经授权的修改,从而实现强大的恶意升级攻击。已经提出了复杂的Rowhammer对策,旨在减轻Rowhammer错误或其利用。然而,最新技术水平对这些防御的完整性提供了不足的见解。在本文中,我们提出了新的Rowhammer攻击和利用原语,表明即使所有防御的组合也是无效的。我们的新攻击技术,一个位置锤击,打破了以前对触发Rowhammer错误的要求的假设,即,我们不锤击多个DRAM行,而是仅保持一个DRAM行持续打开。我们的新开发技术,操作码翻转,通过在用户空间二进制文件中以可预测和有针对性的方式翻转位,绕过了最近的隔离机制。我们用一种叫做记忆伏击的可靠的新技术取代了引人注目的和消耗记忆的喷洒和梳理技术。内存布局利用系统级优化和一个侧通道诱使操作系统将目标页面放置在攻击者选择的物理位置。最后,我们滥用英特尔SGX,将攻击完全隐藏在用户和操作系统的视线之外,从而无法对攻击进行任何检查或检测。我们的Rowhammer飞地可用于云中的协同拒绝服务攻击和个人计算机上的权限升级。我们证明,我们的攻击规避了所有以前提出的商品系统的对策。
2018-01-31 cs.CR
ROBBIN: Rowhammer-Based Backdoor Injection during Inference
Northeastern University(东北大学)
本研究提出ROBBIN,一种硬件感知的基于Rowhammer的推理阶段后门注入攻击,通过结合DRAM设备位翻转模式优化后门构建,在三款DDR4芯片上实现近90%攻击成功率且正常输入准确率超83%,性能可靠。
2026-09-24 cs.CR
DAPPER: A Performance-Attack-Resilient Tracker for RowHammer Defense
针对 RowHammer 计数器等共享跟踪结构易受性能攻击的问题,本文提出基于安全哈希的 DAPPER-H,以极低硬件开销在超低阈值下同时防御 RowHammer 与 Perf-Attacks。
2025-05-15 cs.CR
MOAT: Securely Mitigating Rowhammer with Per-Row Activation Counters
该研究指出基于PRAC+ABO框架的Panopticon存在安全漏洞,提出采用双阈值的可证明安全设计MOAT,在保障Rowhammer防护安全性的同时实现了极低的性能与硬件开销。
2024-07-13 cs.AR cs.CR
CnC-PRAC: Coalesce, not Cache, Per Row Activation Counts for an Efficient in-DRAM Rowhammer Mitigation
针对现有PRAC行锤缓解方案存在的性能下降或能耗过高问题,提出CnC-PRAC方案,通过重排序合并同物理行的计数器访问、解耦计数器与数据访问路径,大幅减少行激活次数,实现可忽略的性能下降和极低的能耗开销。
2025-06-13 cs.CR
RowHammer: Reliability Analysis and Security Implications
随着工艺技术缩小到更小的尺寸,DRAM芯片变得更容易受到干扰,这是一种不同DRAM单元相互干扰操作的现象。在学术文献中,我们的ISCA论文首次揭示了当今销售和使用的商品DRAM芯片中存在干扰错误。我们表明,从同一地址重复读取可能会损坏附近地址中的数据。更具体地说:当DRAM行被打开时(即,激活)和关闭(即,预充电)重复(即,锤击),其可在邻近DRAM行中诱发干扰错误。这种失效模式通常称为RowHammer。我们测试了过去六年(2008-2014)内生产的129个DRAM模块,发现其中110个出现RowHammer干扰错误,最早的可以追溯到2010年。特别是,过去两年(2012-2013年)的所有模块都很脆弱,这意味着这些错误是最近才出现的现象,影响到更先进的几代工艺技术。重要的是,干扰错误构成了容易利用的安全威胁,因为它们是对存储器保护的破坏,其中对一个页面(映射到一行)的访问修改了存储在另一个页面(映射到相邻行)中的数据。
2016-02-18 cs.CR cs.DC
OpenGL GPU-Based Rowhammer Attack (Work in Progress)
本文提出利用 OpenGL 计算着色器的 GPU 加速 Rowhammer 攻击,通过统计优化和动态参数调整实现高效比特翻转,在 Raspberry Pi 4 上验证了其优于 CPU 方法的有效性,凸显了异构系统的安全风险。
2025-09-24 cs.AR cs.CR
Preventing Rowhammer Exploits via Low-Cost Domain-Aware Memory Allocation
本文提出了一种名为 Citadel 的新型内存分配器,通过在物理不相交的内存区域中隔离安全域来解决 DRAM 行物理相邻性这一 Rowhammer 漏洞的根本原因,以仅 7.4% 的平均内存开销且无性能损失的优势支持数千个安全域,提供低成本且可立即部署的软件防御方案。
2024-09-23 cs.CR
HiRA: Hidden Row Activation for Reducing Refresh Latency of Off-the-Shelf DRAM Chips
DRAM是现代主存储器系统的构建块。DRAM单元必须定期刷新以防止数据丢失。刷新操作会干扰内存访问,从而降低系统性能。随着DRAM芯片密度随着技术节点缩放而增加,刷新操作也增加,因为:1)芯片中的DRAM行的数量增加;以及2)DRAM单元需要额外的刷新操作以减轻由RowHammer引起的位故障,RowHammer是随着技术节点缩放而变得更糟的故障机制。因此,以低性能开销实现刷新操作至关重要。为此,我们提出了一个新的操作,隐藏行激活(HiRA),和HiRA内存控制器(HiRA-MC)。HiRA通过在访问或刷新同一存储体中的另一行的同时刷新一行来隐藏刷新操作的延迟。与以前的作品不同,HiRA实现了这种并行性,而无需对现成的DRAM芯片进行任何修改。为此,它利用了新的观察结果,即如果行连接到不同的电荷恢复电路,则可以在没有数据丢失的情况下激活同一存储体中的两行。我们的实验表明,56%的真正现成的DRAM芯片,HiRA可以可靠地并行DRAM行的刷新操作与刷新或激活的任何32%的行在同一银行。通过这样做,HiRA将两次刷新操作的总体延迟降低了51.4%。HiRA-MC修改存储器请求调度器以在刷新操作可以与存储器访问或另一刷新同时执行时执行HiRA。我们的系统级评估表明,HiRA-MC将系统性能提高了12.6%和3.73倍,因为它减少了由于定期刷新和RowHammer保护刷新(预防性刷新)而导…
2022-09-21 cs.AR cs.CR
When Mitigations Backfire: Timing Channel Attacks and Defense for PRAC-Based RowHammer Mitigations
本研究发现PRAC框架的ABO协议和RFM命令存在时序通道漏洞,提出PRACLeak攻击可泄露AES密钥,进而设计TPRAC防御方案,在保证RowHammer缓解效果的同时以3.4%的低开销封堵时序通道。
2025-05-19 cs.CR
QPRAC: Towards Secure and Practical PRAC-based Rowhammer Mitigation using Priority Queues
针对现有 PRAC 实现不安全或不实用的问题,本文提出 QPRAC,通过按激活计数排序的优先服务队列,并协同 RFM 机会性缓解与 REF 主动缓解,在阈值低至 71 时实现安全防护且性能开销最高仅 0.8%。
2025-05-15 cs.CR
ScaleDisturb: Exploiting Temporal Asymmetry to Amplify Read Disturbance in Modern DRAM Chips
ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院);CISPA(萨姆·霍伊泽尔计算机安全与隐私中心);Inria Paris(法国国家信息与自动化研究所巴黎分部)
提出一种新的DRAM访问模式ScaleDisturb,通过不对称延长两个攻击行的打开时间放大读干扰,在更少的行激活次数下引发比特翻转,并降低攻击难度。
2026-06-05 cs.AR cs.CR
PVAC: A RowHammer Mitigation Architecture Exploiting Per-victim-row Counting
Seoul National University(首尔大学);Samsung Electronics(三星电子);University of Illinois Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校)
PVAC通过基于受害行的计数机制提升行锤防护能力,同时保持安全保证,实现更高的容忍度和更低的能耗。
2026-04-22 cs.AR cs.CR
FAULT+PROBE: A Generic Rowhammer-based Bit Recovery Attack
提出 FAULT+PROBE 攻击,利用 Rowhammer 定向翻转与受害者行为侧信道进行统计故障分析,可绕过签名后验证并恢复 wolfSSL TLS 1.3 中的 256 位 ECDSA 会话密钥。
2024-06-11 cs.AR cs.CR
RogueRFM: Attacking Refresh Management for Covert-Channel and Denial-of-Service
该研究发现DDR5的RFM刷新管理接口存在跨存储体干扰副作用,据此构建了带宽最高31.3KB/s的隐蔽信道和最高致性能下降67%的拒绝服务攻击,并探讨了相应防御对策。
2025-01-11 cs.AR cs.CR
SoK: Systematizing a Decade of Architectural RowHammer Defenses Through the Lens of Streaming Algorithms
Meta;Seoul National University(首尔国立大学);University of Illinois at Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校)
本文以流式算法为视角系统化梳理十年来的架构级RowHammer防御,提出涵盖48项工作的分类体系,并给出实践指南与可提供数学安全性的StickySampling方法。
2025-11-09 cs.AR cs.CR
GPUThor: Amplifying Rowhammer Attacks via Non-Uniform Patterns to Exploit ECC-Protected GPUs
University of Toronto(多伦多大学)
GPUThor通过非均匀锤击模式逆向工程GPU内存访问合并行为,大幅提升比特翻转率,首次在ECC保护的NVIDIA GPU上实现Rowhammer攻击,使拒绝服务和权限提升攻击成为可能。
2026-09-16 cs.CR
Loaded Dice: Solving the Non-Selection Problem for Scalable Probabilistic RowHammer Defense
University of British Columbia(不列颠哥伦比亚大学);NVIDIA(英伟达)
本文提出PrISM,一种基于交集的概率缓解方法,通过Sampled History Queue (SHQ)在不同窗口之间关联采样行,从而在不增加全局固定缓解率的情况下提高缓解效果,从而在低阈值下实现更高效的RowHammer防御。
2026-05-17 cs.CR
SoftTRR: Protect Page Tables Against RowHammer Attacks using Software-only Target Row Refresh
Rowhammer攻击破坏一级页表以获得内核特权,是对系统安全最有害的攻击,并且很难缓解。然而,最近提出的仅限软件的缓解措施对此类内核权限提升攻击无效。在本文中,我们提出了一个有效的和实用的纯软件的防御,称为SoftTRR,以保护页表从所有现有的rowhammer攻击x86。SoftTRR的核心思想是在检测到可疑的rowhammer活动时刷新页表占用的行。SoftTRR由基于DRAM芯片的目标行刷新(ChipTRR)驱动,但消除了其主要的安全限制(即,ChipTRR跟踪有限数量的行,因此可以被多面锤绕过)。具体地,SoftTRR通过跟踪对与页表行非常接近的行的存储器访问并且一旦跟踪的访问计数超过预定义阈值就刷新页表行来保护无限数量的页表。我们实现了一个原型的SoftTRR的内核模块,并评估其安全性的有效性,性能开销,和内存消耗。实验结果表明,SoftTRR保护页表免受真实世界的rowhammer攻击,并带来很小的性能开销以及内存成本。
2021-12-12 cs.CR cs.OS cs.SE