Vliv zranitelností procesorů na výkon systému

Bc. Tomáš Havlík

Diplomová práce

Influence of processors vulnerability at computing performance

Anotace:

Diplomová práce analyzuje ztrátu výkonu procesorů při opravách zranitelností typu útok postranním kanálem ve fyzickém i virtualizovaném prostředí. V úvodní části autor uvádí základní pojmy a principy zranitelností procesorů, jednotlivé bezpečnostní hrozby a jejich vliv ve virtualizovaném prostředí. Následně představuje jejich odstranění a ochranu před těmito hrozbami. V další části autor vytváří scénáře pro testování ztráty výkonu. Definuje jednotlivé testy, které omezují vstupní a výstupní výkon procesoru ve fyzickém prostředí a vliv chyb na hyper-threading ve virtualizovaném prostředí. Následně po vypíná jednotlivé služby počítače a otestuje jejich vliv na výkon systému. Nakonec provádí jednotlivá měření a vyhodnocuje výsledky pro komparaci vlivu na ztrátu výkonu virtualizace. Součástí této práce je také statistické měření jednoduché analýzy rozptylu a mnohonásobného porovnávání za účelem potvrzení prokazatelné ztráty výkonu.

Abstract:

The main goal of the Master's thesis is analysing the performance loss of processors in side channel attack in physical and virtualized environments. In the first part, the author introduces the basic concepts and principles of processors vulnerabilities, individual security threats and their impact in a virtualized environment. Further, author explaining their removal and protection against these threats. In the next part author creates scenarios for performance loss testing. Author defines individual tests that limit processors input and output performance in a physical environment and the impact of errors on hyper-threading in a virtualized environment. Then author shuts down individual computers services and tests their impact on system performance. Finally, performs individual measurements and evaluates the results to compare the impact on virtualization performance loss. Master's thesis contains also statistical measurement of simple analysis of variance and multiple comparison in order to confirm demonstrable performance loss.

Klíčová slova

Procesory, Bezpečnostní hrozby, Virtualizace, Hyper-threading, Meltdown, Spectre, Foreshadow, Ztráta výkonu, Zranitelnosti, Výkonové testy, Útok postranním kanálem, Jednoduchá analýza rozptylu, Mnohonásobné porovnávání, Databázové testy, Spekulativní vykonávání

Keywords

Processors, Security Threats, Virtualization, Hyper-threading, Meltdown, Spectre, Foreshadow, Performance Loss, Vulnerability, Performance Tests, Side Channel Attack, Simple analysis of variance, Multiple comparisons, Database tests, Speculative Execution

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 6. 4. 2020

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Marek Pícka, Ph.D.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Provozně ekonomická fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Systémové inženýrství a informatika / Informatika