基于cache的旁路攻击

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旁路攻击是一种利用与目标系统共享资源来获取敏感信息的攻击方法。这类攻击方式能大大降低攻击门槛，通过监控共享资源的状态或使用情况，攻击者可以间接获取目标系统内部信息，从而绕过系统防护。以处理器为例，不同运算类型所需的执行时间不同，通过测量执行特定操作时的耗时，攻击者就能推测出执行的是加法还是乘法运算。

旁路攻击的实施利用了处理器架构的细微差异，如缓存（cache）等组件，这些组件在处理数据时具有独特的行为模式。缓存作为处理器与内存之间的缓冲区，旨在缓解CPU与主存速度差异带来的性能瓶颈。它存储最近访问的数据，加快数据访问速度，但其容量相对有限，访问速度快。

在现代计算机架构中，存储层次结构从上到下逐渐降低成本和提高访问速度。每一层存储设备，从缓存到主存，再到外部存储，遵循这个规律。处理器通常拥有独立的L1和L2缓存，不同处理器间缓存互不共享，但在主存之上还存在一个更高层级的缓存——最后级缓存（LLC），它允许不同处理器共享。

旁路攻击的实施需要深入理解计算机存储系统和处理器架构。通过监控缓存使用情况、访问模式等，攻击者能推断出目标系统内部活动，进而实施针对性攻击。此类攻击策略的普及和研究，对提升系统安全和防御能力具有重要意义。