최신 DRAM 칩은 읽기 교란(read disturbance)에 취약하며, 이는 반복적으로 활성화되는 공격자 행(aggressor row) 근처의 피해자 행(victim row)에서 비트플립(bitflips)으로 나타납니다. 최첨단 완화 기술들은 읽기 교란 임계값(RDT: read disturbance threshold)을 정확하고 철저하게 프로파일링하는 데 의존합니다. 즉, 첫 번째 비트플립을 유도하는 데 필요한 최소 공격자 행 활성화 횟수입니다.
하지만 RDT는 시간이 지남에 따라 상당히 예측 불가능하게 변화하므로, 완화 기술의 RDT 구성을 동적으로 조정하는 온라인 프로파일러가 필요합니다. RDT 프로파일링은 온라인 프로파일러에게 비용이 많이 듭니다 (예: 16뱅크 DDR4 모듈의 경우 수백 초). 그 이유는 첫째, 단일 DRAM 행의 RDT를 측정하려면 많은 활성화가 필요하고, 둘째, 각 DRAM 행마다 다른 RDT를 가질 수 있어 많은 행을 프로파일링해야 하기 때문입니다.
우리는 HARE를 소개합니다. HARE는 DRAM 모듈을 빠르게 프로파일링하기 위해 의도적으로 읽기 교란을 악화시키는 온라인 RDT 프로파일링 기술입니다. HARE의 핵심 아이디어는 프로파일링 중 연속적인 DRAM 명령어 사이의 타이밍 제약 조건을 줄이는 것입니다. 이렇게 함으로써 다음 두 가지 방식으로 프로파일링 시간이 크게 단축됩니다: 1) 프로파일링 명령어 시퀀스의 실행 시간을 직접적으로 줄이고, 2) 기존 RowHammer 시퀀스보다 더 적은 활성화 횟수에서 첫 번째 비트플립이 발생하도록 읽기 교란을 악화시키기 때문입니다.
네 개의 주요 DRAM 제조사로부터 얻은 180개의 실제 DDR4 DRAM 칩 특성 분석을 통해 세 가지 관찰 결과를 도출했습니다. 첫째, HARE는 RowHammer 프로파일러보다 DRAM 행의 RDT를 31.2% 더 빠르게 측정하며, DRAM 모듈의 최소 RDT를 평균 21.7% 감소시킵니다. 둘째, HARE는 RowHammer 패턴이 플립하는 셀 중 95% 이상을 플립합니다. 셋째, HARE는 행들의 RDT 순위(ranking)를 충분히 잘 보존하여, 최소 RDT 추정치를 개선하기 위해 소수의 행들을 철저하게 재프로파일링할 수 있습니다.
우리의 엔드투엔드(end-to-end) 평가 결과, HARE가 상당한 시스템 성능 향상을 가능하게 하며 RowHammer 프로파일러보다 우수함을 보여줍니다.