FOSDEM 2026报告：RISC-V商用CPU存在严重安全漏洞，多款芯片中招

过去十年中暴露的大量 CPU 漏洞表明，微架构层面的性能优化可能会破坏隔离性。诸如 Meltdown 和 Spectre 等瞬态执行攻击揭示了 x86 CPU 在设计上的深层缺陷。相比之下，RISC-V 以“简洁性”和“透明性”的承诺进入这一领域——仿佛一张干净的白纸。然而问题仍然存在：我们会重蹈覆辙，还是能够从一开始就设计出安全的体系结构？

本次报告将批判性地审视当前 RISC-V 实现在微架构安全方面的处理方式。我们表明，即便是看似“简单”的顺序执行（in-order）设计，也已经存在架构性缺陷和强大的侧信道。在我们之前的工作中，我们在首批商用 RISC-V CPU 上展示了新的攻击方式，例如 Cache+Time 和 CycleDrift，利用了对指令退休计数器的非特权访问以及缓存时序泄露。

然而，人工分析并不具备可扩展性。RISCover 是我们提出的开源差分模糊测试框架，能够在闭源 RISC-V CPU 上自动发现架构漏洞。通过对来自 3 家厂商的 8 款商用 CPU 的指令行为进行对比，RISCover 发现了人工分析所遗漏的问题：GhostWrite，这是 T-Head 的 XuanTie C910 中的一个漏洞，允许非特权代码直接写入物理内存，完全绕过虚拟内存隔离。我们还发现了多种“halt-and-catch-fire”指令序列，可在用户态直接使 CPU 崩溃，导致拒绝服务。

这些发现揭示了一个共性模式：尽管 RISC-V 规范本身提供了强有力的安全原语（例如 PMP 以及更清晰的特权级隔离），但具体实现往往选择了不安全的默认配置——例如保留非特权可访问的高精度计时源、随芯片发布未经充分验证的厂商扩展（如 XTheadVec），以及缺乏限制推测执行的机制。RISC-V 正处在一个关键拐点：这一体系结构仍然足够年轻，尚有修正的空间，但其采用速度正在迅速加快。厂商今天所做的决定——不安全的默认设置、未经验证的扩展、缺失的缓解措施——都将被固化进未来数十亿颗无法打补丁的芯片之中。

视频源地址：https://fosdem.org/2026/schedule/event/DL89YW-how-secure-are-commercial-risc-v-cpus/

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