作者：林璟锵（中国科学院信息工程研究所副研究员）
冷启动攻击（Cold-Boot Attack）是影响范围极大的物理攻击。基本原理是，由于数据延迟消失效应，在断电之后，内存芯片上的数据仍然会存在一定时间；在低温下，甚至能够达到数小时。如果攻击者可以接触到正在运行的受害设备（例如，丢失的笔记本电脑和智能手机），就可以插入含恶意代码的启动设备（例如，U盘）、重启设备，就可以从内存中读取原有的数据。甚至，可以有更简单的方法：在低温环境中（例如，电冰箱），拔下受害设备的内存芯片，插到攻击者的机器上，就可以读取原有的内存数据。冷启动攻击可以有效地获取内存中的各种密钥数据。
对于计算机系统，内存和CPU是最基本的组成部分。当敏感的密钥数据不能出现在内存芯片时，我们只能考虑将密钥运算限定在CPU内部。已有方案使用寄存器来完成AES对称密码运算。但是，基于寄存器的方案难以推广到公钥密码算法，因为公钥密码算法（例如，RSA算法）需要的数据空间远远大于对称密码算法。
Copker(Computing with Private Keys without RAM)利用CPU的片上Cache来执行公钥密码运算。利用最基本的WB模式（即，CPU会尽可能在Cache上执行操作、直至Cache不足才将数据交换到内存芯片），使得计算时密钥保持在Cache中。同时，合理安排密码运算的输入、输出和动态变量等数据，使得计算过程中不会有Cache冲突。对于多核CPU，还需要设定不处于密码计算任务的其它核的Cache访问模式，避免不同核之间的Cache冲突。通过以上措施，能够有效地将公钥密码运算过程中的数据访问限定的Cache上、不会出现在内存芯片，从而能够有效防范冷启动攻击。
更多详细内容详见：Copker: Computing with Private Keys without RAM(NDSS2014)。
作者简介
林璟锵，博士，中国科学院信息工程研究所副研究员。2001年毕业于中国科学技术大学，获得电子信息工程学士学位；2004年和2009年在中国科学院研究生院分别获得硕士学位（通信与信息系统）和博士学位（信息安全）。主要研究领域是系统安全和应用密码学，研究成果发表在IEEE S&P、NDSS、ESORICS、CHES、SRDS、ACNS、ISC、SecureComm、ICICS等国际会议和TKDE、TIFS等重要期刊。
