EVmem：利用电磁虚拟内存分配与释放技术的空气间隙隐蔽通道

《IEEE Access》：EVmem: Air-Gap Covert Channel Using Electromagnetic Virtual Memory Allocation and Deallocation

　　

摘要：

隐秘通道允许发送方和接收方使用预先共享且隐蔽的通信方法秘密交换数据，但此类通道也可能被滥用，从而从安全系统中窃取敏感信息。现有的电磁（EM）隐秘通道主要依赖于直接访问动态随机存取存储器（DRAM），并使用非临时性内存指令，这会产生独特且易于检测的内存访问模式。为了解决这一限制，我们提出了一种新型的空气间隙隐秘通道EVmem，该通道通过虚拟内存的分配和释放间接触发DRAM激活，从而产生电磁辐射。由于这种机制是通过更新页表条目来操作的，而不是执行显式的内存写入，因此它受到针对非临时性访问模式的指令级监控器的攻击风险较低，尽管操作系统级别的行为特征（如页面错误活动增加）可能仍然可以被观察到。为了匹配虚拟内存操作的时间特性，我们引入了一种时间间隔调制技术。我们还分析了这些操作产生的电磁信号特征，并设计了一个预处理流程，显著提高了信号清晰度。在基于Windows的系统上的实验评估证实，所提出的技术能够成功建立实用的空气间隙电磁隐秘通道。值得注意的是，我们的预处理将信噪比（SNR）从1.24提高到了7.34，使得在低信噪比条件下也能实现稳定的解调。最后，我们证明即使在完整的操作系统环境中，该通道也能以稳定的低比特错误率（BER）进行可靠解调，从而证实所提出的方法在现实系统条件下构成了一个可行的隐秘通信通道。