• 제목/요약/키워드: 간접 분기

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간접 분기의 타형태 타겟 주소의 정확한 예측 (Accurate Prediction of Polymorphic Indirect Branch Target)

  • 백경호;김은성
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제41권6호
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    • pp.1-11
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    • 2004
  • 현대적인 프로세서들은 그 성능을 높이기 위해서 분기 예측과 같은 투기적인 방식으로 가용한 ILP 즉 명령어 수준의 병렬성을 추구한다. 전통적으로, 분기 방향은 2-단계 예측기를 사용하여 아주 높은 비율의 정확도로 예측이 가능하고, 분기 타겟 주소는 BTB를 사용하여 예측한다. 간접 분기를 제외한 모든 분기들은 그 자신의 타겟 주소가 유일하기 때문에 BTB로 거의 정확하게 예측되지만, 간접 분기는 그 타겟 주소가 동적으로 수시로 달라지기 때문에 예측하기가 매우 어렵다. 일반적으로, 분기 방향을 예측하는 기술을 간접 분기의 타겟 주소를 예측하는데 적용하여 전통적인 BTB 보다 훨씬 좋은 정확도를 얻고 있다. 본 논문에서는 간접 분기 명령과 이와 데이터 종속적인 관계를 갖고 있는 이 간접 분기 명령 보다 훨씬 앞서 수행되는 명령어의 레지스터 내용을 결합하여 간접 분기의 타겟을 예측하는 전혀 새로운 방법을 제안한다. 제안된 방식의 효율성을 검증하기 위해 심플스칼라 시뮬레이터 상에서 제안된 예측기를 구현하고 SPEC 벤치마크를 시뮬레이션하여, 수시로 바뀌는 간접분기의 타겟을 거의 완벽하게 예측할 수 있음을 보이고, 기존의 다른 어떤 방법보다도 우수한 결과임을 보인다.

제어 흐름 무결성 검증을 위한 간접 분기 주소의 효과적인 비교 (Effective Comparison of Indirect Branch Addresses for Checking Control-flow Integrity)

  • 김태환;성인형;한경숙;표창우
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(A)
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    • pp.86-88
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    • 2012
  • 코드 포인터 공격을 이용한 제어 흐름은 실행 중에 간접 분기의 무결성을 검사하는 것으로 보호할 수 있다. 간접 분기는 반복되는 목적지 주소로의 분기인 경우가 많지만, 목적지 주소는 실행 시간에만 알 수 있기 때문에 여러 가지 예외적인 상황을 적절히 대처할 방법이 필요하다. 본 논문에서는 동적 이진 계측화를 활용하여 실행 중 발생하는 간접 분기를 분석하고, 수집한 주소들을 빠르게 비교하는데 효과적인 주소 비교 기법들을 제시한다. 또한 각 기법을 비교하여 프로그램에 따라 주소 비교의 효율성을 극대화하는 방안을 모색하였다. 이러한 기법을 통해 간접 분기가 야기하는 여러 문제점에서부터 보안 분야에 이르기 까지 활용 범위를 넓힐 수 있을 것으로 기대한다.

효율적인 데이터 종속 기반의 간접 분기 예측기 (Efficient Indirect Branch Predictor Based on Data Dependence)

  • 백경호;김은성
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제43권4호
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    • pp.1-14
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    • 2006
  • 간접 분기 명령은 현대적인 고성능 프로세서의 ILP를 제한하는 가장 심각한 장애 요인 중 하나이다. 다른 분기 명령들과는 다르게 간접 분기는 그 타켓 주소가 동적으로 다형태로 변하기 때문에 이를 예측하기 매우 어려우며, 투기적 실행 방식을 사용하는 대부분의 현대적인 고성능 프로세서에서는 예측이 잘못되는 경우에 많은 수행 사이클 지연이 일어나게 되어 프로세서의 성능이 크게 떨어지게 된다. 우리는 예측 정확도가 아주 뛰어난 새로운 개념의 간접 분기 예측 방식 즉, 간접 분기 명령과 이와 데이터 종속 관계를 가진 이 명령어 보다 훨씬 앞서 수행되는 명령어의 레지스터 내용을 결합시켜 간접 분기의 타켓을 예측해내는 방식을 제안하였다. 1K의 예측기를 사용하는 경우에 98.92%의 예측 정확도를 보이고, 8K의 크기를 사용하면 거의 완벽한 99.95%의 정확도를 보인다. 그러나 지금까지 제안된 모든 예측기가 그러하듯이 예상 타켓 주소와 함께 앨리어싱 문제를 완화시키기 위한 태그를 저장하기 위한 하드웨어 오버헤드가 크다는 단점을 안고 있다. 그러므로 본 논문에서는 예측 정확 도의 손실없이도 예측기의 하드웨어 오버헤드를 최소한으로 줄이는 방법을 제안한다. 실험 결과로써 태그 저장에 따른 하드웨어를 성능 손실 없이 약 60%를 줄일 수 있으며, 0.1%의 손실을 감수하면 약 80%까지 줄일 수 있다. 또한 부분 타켓 저장으로 인한 성능 손실 없이 타켓 주소 저장에 따른 하드웨어를 약 35% 절약할 수 있으며, 1.11%의 손실을 감수하면 약 45%까지 절약할 수 있다.

Return-Oriented Programming 공격 방어를 위한 간접 분기 목적 주소 검증 기법 (Indirect Branch Target Address Verification for Defense against Return-Oriented Programming Attacks)

  • 박수현;김선일
    • 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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    • 제2권5호
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    • pp.217-222
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    • 2013
  • Return-Oriented Programming(ROP)는 기존 return-to-libc의 발전된 형태로 프로그램의 코드 영역에 있는 가젯을 조합하여 공격자가 원하는 모든 기능을 수행할 수 있는 코드 재사용 공격 기법이다. ROP 공격을 방어하는 기존 방어 기법들은 동적 실행 흐름 분석으로 인한 높은 성능 부하를 보이거나 ROP 공격에 대한 부분적인 방어만 가능하였다. 본 논문에서 제시하는 간접 분기 목적 주소 검증 기법(Indirect Branch Target Address Verification)은 간접 분기문의 목적 주소가 유효한지 검사해서 ROP 공격을 탐지하며, ROP 공격의 대부분을 방어할 수 있다. 또한 동적 실행 흐름 분석이 필요 없기 때문에 낮은 성능 부담을 보인다. SPEC CPU 2006 벤치마크를 대상으로 한 성능평가에서 15%보다 적은 성능 부하를 보였다.

공간구조물의 탄성 분기좌굴해석을 위한 수치해석 이론 개발 (A Development of Analytical Strategies for Elastic Bifurcation Buckling of the Spatial Structures)

  • 이경수;한상을
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제21권6호
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    • pp.563-574
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    • 2009
  • 본 논문은 기하학적 비선형성을 가진 보존적 단일 하중 매개변수의 탄성 상태 공간구조의 탄성 분기 좌굴이론에 관한 수치 해석적 기본 방법 및 경로 추적, pin-pointing, 경로 전환을 기술하고 있다. 비선형 탄성 불안정 상태는 극한점과 분기점으로 분류될 수 있으며, 평형경로상의 평형점의 계산 및 평형경로상의 특이점을 찾기 위한 pin-pointing 반복계산을 수행하는 일반적인 비선형 수치해석법으로 극한점을 계산할 수 있다. 그러나 분기좌굴 해석을 위해서는 좌굴 후 분기경로의 추적을 위한 분기경로 전환 알고리즘이 추가적으로 필요하다. 본문에서는 에너지이론에 기초한 일반 탄성안정이론을 소개하고, 평형경로 추적, 다분기 좌굴점을 찾기 위한 간접법과 다분기의 경로 전환에 관한 이론을 전개한다. 분기좌굴 해석예제로 트러스로 이루어진 스타돔, 핀지지의 평면아치의 분기좌굴 해석을 수행하여 본문에서 제시한 수치해석법의 정확성 및 적용성을 검증한다.

고고자료로 본 5~6세기 신라의 강릉지역 지배방식 (The Ruling System of Silla to Gangneung Area Judged from Archaeological Resources in 5th to 6th Century)

  • 심현용
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제42권3호
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    • pp.4-24
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    • 2009
  • 본 고는 강릉지역에서 발굴조사된 고고자료를 검토하여 문헌기록과 비교하면서 신라가 강릉지역으로 진출하여 재지 세력을 지배해 나가는 과정에 대해 가설을 세워 본 것이다. 강릉지역의 고고학적 양상은 신라가 처음 이 지역을 복속하고 재지세력들에 침투하는 과정을 잘 보여주는데, 필자는 이 지역의 5~6세기 고고학적 특이양상에 대해 적극적인 해석을 시도하였다. 강릉지역은 신라 진출 이전 예국이라는 읍락국가가 존재하고 있었다. 신라는 4세기 4/4분기에 처음으로 강릉지역으로 진출하였으며, 기존의 예국을 복속한 후 지역 실정에 맞게 재지세력을 통치해 나갔다. 이에 대해 고고자료와 문헌기록을 비교검토해 본 결과, 신라가 강릉지역을 복속한 후 취한 지배정책은 간접지배와 직접지배의 2단계로 나누어 볼 수 있었다. 간접지배는 다시 초입기(I 단계)와 정착기(II 단계)로 구분하였는데, I 단계는 신라가 처음 강릉지역으로 진출한 시기로 신라는 재지세력의 자치를 그대로 허용하며 간접지배를 실시하였으며, 그 시기는 4세기 4/4분기부터 5세기 2/4분기로 보았다. 그리고 II단계는 신라가 강릉지역의 재지세력들에게 위세품을 하사하여 적극적인 정책을 펼치면서 동시에 신라 중앙에 의해 강릉지역 중심세력인 초당동과 병산동 세력에게 위세품을 분여하여 서로 견제를 하게 만들어 재지세력간 힘의 균형을 통제하였다. 그 시기는 5세기 3/4분기에서 5세기 4/4분기로 추정하였다. 그러나 신라는 강릉지역을 북진의 전초 기지로 인식하고 나서는 직접지배체제로 전환하기 시작한다. 즉, 신라 중앙에서 파견한 지방관을 상주시켜 지방제도를 확립하고 재지세력에 대한 재편과정을 거쳐 중심세력을 초당동 병산동 세력에서 신라와 친연성이 가장 강한 영진리 방내리 세력으로 교체하고 강릉지역을 완전 장악하기에 이른다. 그 시기를 6세기 1/4분기부터로 보았다.

RAS 오염 방지를 통한 함수 복귀 예측 정확도 향상 (Prediction Accuracy Enhancement of Function Return Address via RAS Pollution Prevention)

  • 김주환;곽종욱;장성태;전주식
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제48권3호
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    • pp.54-68
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    • 2011
  • 조건 분기 명령어의 예측 정확도가 매우 높아짐에 따라 상대적으로 무조건 분기 명령어의 예측이 중요해지고 있다. 그 중 RAS(Return Address Stack)를 사용하는 함수 복귀 예측은 이론적으로 오버플로가 발생하지 않는 한도 내에서 100%의 정확도를 보여야 한다. 하지만 투기적 실행을 지원하는 현대 마이크로프로세서 환경 하에서는 잘못된 실행 경로로의 수행 결과를 무효화 할 때 RAS의 오염이 발생하며, 이는 함수 복귀 주소의 예측 실패로 이어진다. 본 논문에서는 이러한 RAS의 오염을 방지하기 위하여 RAS 재명명 기법을 제안한다. RAS 재명명 기법은 RAS의 스택을 소프트 스택과 하드 스택으로 나누어 투기적 실행에 의한 데이터의 변경을 복구할 수 있는 소프트 스택에서 투기적 실행에 의한 데이터를 관리하고, 소프트 스택의 크기 제한으로 겹쳐쓰기가 일어나는 데이터 중 이후에 사용될 데이터를 하드 스택으로 옮기는 구조로 구성된다. 또한 이러한 구조의 문제점을 파악하여, 본 논문에서는 RAS 재명명 기법의 추가적 개선법을 소개한다. 제안된 기법을 모의실험 한 결과, RAS 오염 방지 기법이 적용되지 않은 시스템과 비교하여 함수 복귀 예측 실패를 약 1/90로 감소시켰으며, 최대 6.95%의 IPC 향상을 가져왔다. 또한 기존의 RAS 오염 방지 기법이 적용된 시스템과 비교하여 함수 복귀 예측 실패를 약 1/9로 감소 시켰다.

정확하고 효율적인 간접 분기 예측기 설계 (Design of Accurate and Efficient Indirect Branch Predictor)

  • 백경호;김은성
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2005년도 추계종합학술대회
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    • pp.1083-1086
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    • 2005
  • Modern superscalar processors exploit Instruction Level Parallelism to achieve high performance by speculative techniques such as branch prediction. The indirect branch target prediction is very difficult compared to the prediction of direct branch target and branch direction, since it has dynamically polymorphic target. We present a accurate and hardware-efficient indirect branch target predictor. It can reduce the tags which has to be stored in the Indirect Branch Target Cache without a sacrifice of the prediction accuracy. We implement the proposed scheme on SimpleScalar and show the efficiency running SPEC95 benchmarks.

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이중 함수 복귀 스택의 활용을 통한 간접 분기 명령어의 예측 정확도 향상 기법 (The Enhancement of Indirect Branch Prediction Accuracy via Double Return Address Stack)

  • 곽종욱;김주환
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(A)
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    • pp.494-497
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    • 2011
  • 함수 복귀 예측은 이론적으로 오버플로가 발생하지 않는 한도 내에서 100%의 정확도를 보여야 한다. 하지만, 투기적 실행을 지원하는 현대 마이크로프로세서 환경 하에서는 잘못된 실행 경로로의 수행 결과를 무효화 할 때 RAS의 오염이 발생하며, 이는 함수 복귀 주소의 예측 실패로 이어진다. 본 논문에서는 이러한 RAS의 오염을 방지하기 위하여 RAS 재명명 기법을 제안한다. RAS 재명명 기법은 RAS의 스택을 소프트 스택과 하드 스택으로 나누어 관리한다. 소프트 스택은 투기적 실행에 의한 데이터의 변경을 복구할 수 있는 항목을 관리하고, 하드 스택은 소프트 스택의 크기 제한으로 겹쳐쓰기가 일어나는 데이터 가운데 이후에 재사용될 데이터를 관리하는 구조로 구성된다. 제안된 기법을 모의실험 한 결과, RAS 오염방지 기법이 적용되지 않은 시스템과 비교하여 함수 복귀 예측 실패를 약 1/90로 감소시켰으며, 최대 6.95%의 IPC 향상을 가져왔다.

상업용 부동산 시장의 분산투자에 관한 연구 - 서울지역의 오피스 빌딩 및 소매용 부동산 시장을 중심으로 - (Diversified Investment of Commercial Real Estate Assets - Focused on Office Building and Retail Real Estate Markets in Seoul -)

  • 박종권;전재범
    • 한국건설관리학회논문집
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    • 제16권6호
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    • pp.144-155
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    • 2015
  • 본 연구는 서울에 위치한 오피스 빌딩 및 소매용 부동산 자산 간 권역별 포트폴리오의 구성을 통해 서로 다른 용도의 상업용 부동산 간의 분산 투자 시, 포트폴리오의 위험-수익률 관계를 파악함으로써 투자의 효율성과 성과를 알아보는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 Markowitz의 평균-분산모델을 토대로 서울지역의 오피스 빌딩 자산과 소매용 부동산 자산을 권역별로 분류하여 이들 간의 포트폴리오를 구성한 후, 포트폴리오의 투자성과, 효율성, 그리고 Sharpe 지수에 기반한 최적의 포트폴리오를 확인하였다. 구체적으로, 서울의 3대 오피스 빌딩 시장인 강남권, 여의도 마포권, 그리고 도심권과 소매용 부동산의 3대 시장인 강남권, 신촌 마포권, 그리고 도심권에 대하여, 부동산 자산의 용도와 권역에 따라 투자비율을 달리해가며 포트폴리오를 구성하였다. 분석결과, 도심권 오피스 권역의 자산비중 10~30%와 도심권 소매용 부동산 권역의 자산 비중 70~90%로 구성한 포트폴리오가 가장 높은 분기별 Sharpe 지수인 2.7118~2.7776을 제시해 최적의 자산구성임을 알 수 있었으며 이때의 분기별 수익률은 1.826%~1.838% 그리고 분기별 위험은 0.573~0.589였다. 또한 부동산 자산 간 권역별 포트폴리오의 구성 시, 서로 다른 용도를 지닌 자산간의 포트폴리오 구성에 의한 분산투자가 동일한 투자자산의 권역별 분산투자 보다 더 좋은 투자성과를 보여주는 것을 알 수 있었다. 마지막으로, 본 연구의 결과를 바탕으로 부동산간접투자시장에서도 지역 및 용도별 분산투자에 대한 이해의 폭을 넓혀 부동산 및 건설경기의 활성화에 도움이 되기를 기대한다.