持久化内存文件系统的磨损攻击与防御机制

摘要：

近来出现诸多以非易失性存储器(non-volatile memory,简称NVM)作为存储设备的新型持久化内存文件系统,充分发掘NVM的低延迟和可按字节寻址等优点,优化文件访问的I/O栈和一致性机制,极大提升文件系统的性能.然而,现有持久化内存文件系统都没有考虑NVM写耐受度低的缺陷,极易导致NVM被磨损穿(wear out).针对NVM写耐受度低的缺点,探索多种利用基本文件操作对NVM造成磨损攻击的方式,并在真实持久化内存文件系统PMFS中以实验证明磨损攻击的严重性.为有效防御针对NVM的磨损攻击,提出了持久化内存文件系统磨损防御机制(persistent in-memory file system wear defense technique,简称PFWD),包括索引节点元数据虚拟化技术、超级块迁移技术、文件数据页磨损均衡技术和文件索引结构迁移技术,保护文件系统中所有可能被磨损攻击利用的数据结构.实验结果证明所提出的PFWD技术能有效地防御病毒发动对NVM的磨损攻击,提高了存储系统的稳定性.

关键词：非易失性存储器、持久化内存文件系统、磨损攻击病毒、磨损防御机制、数据迁移

所属期刊栏目：31

分类号：TP316(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家高技术研究发展计划863;国家自然科学基金;中国博士后科学基金

在线出版日期：2020-07-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共21页

页码：1909-1929