Analýza útoku Meltdown

Abstract

Hlavným cieľom tejto bakalárskej práce je popis a prevedenie útoku Meltdown v operačných systémoch Linux a Windows. Teoretická časť práce začína zoznámením sa s architektúrou moderných procesorov a s opisom cache pamäte. Následne pokračuje opisom virtuálneho adresného priestoru a porovnaním jeho implementácie v oboch operačných systémoch. V praktickej časti je opisaná implementácia útoku pre operačné systémy Linux a Windows. Obe implementácie dokazujú, že špekulatívne vykonávanie inštrukcií umožnuje únik dát s využitím cache pamäte ako postraného kanálu. Posledná kapitola sa venuje analýze protiopatrení, ktoré zabránia takémuto špekulatívnemu unikaniu dát a znemožnia vykonanie útoku Meltdown.

The primary goal of this bachelor's thesis is to describe and execute a Meltdown attack on Linux and Windows operating systems. The theoretical part starts with a background information on modern processor architecture and the cache memory. Then it continues with the description of the virtual address space and a comparison of memory management of both operating systems. The practical part contains an implementation of the Meltdown attack in Linux and Windows. Both implementations prove that speculative execution leaks sensitive information through the microarchitectural side channel. Afterwards, an analysis of Meltdown attack countermeasures is provided.