“自愿上下文切换”究竟是什么？

Question

我有一个二进制文件，我应该破解它的密码（作业）。还有一个给定的函数（一个函数是二进制文件的一部分）。该函数显示输入字符串与正确的密码逐字符进行比较，并在字符错误时立即返回 false（我猜这不是安全的方法，因为它正在泄漏时间，我们知道正确的密码长度为例子）。但是我们的老师添加了一个随机计时器来返回结果（正确/错误），这对我们来说有点困难......

无论如何，我已经通过逆向工程成功完成并获得了正确的密码。现在我在命令行中使用它：

/usr/bin/time -v ./program_name enter_password

使用这个命令，我得到了很多信息，比如系统时间、交换、执行时间……但对我来说最有趣的是“自愿上下文切换”，因为我输入的密码字符越正确，“自愿上下文切换”就越少“我明白了！

我输入的错误字符越多，我得到的“自愿上下文切换”就越多。

仅通过输入该命令，输入字符并观察“自愿上下文切换”，我就花了将近两个小时来破解密码。只要 ONE 字符正确，“自愿上下文切换”就会减少 1。

我的问题，究竟什么是“自愿上下文切换”，为什么他们帮助我破解密码？

Answer 1

的手册页time解释了自愿和非自愿上下文切换的概念：

The resource specifiers [...] are:
   c      Number of times the process was context-switched involuntarily
          (because the time slice expired).
   w      Number of times that the program was context-switched voluntarily, 
          for instance while waiting for an I/O operation to complete.

_{（引用来自我的 Debian 系统，链接的手册页文本略有不同）}

也就是说，如果进程因为无事可做而离开 CPU（在等待外部事件发生时），则上下文切换是自愿的。不自觉的，如果它想继续一些计算，但操作系统决定是时候切换到其他一些进程了。

其中任何一项与密码检查程序的关系取决于该程序的实际操作。

从注释中链接的源代码中，我们看到程序usleep()对每个不匹配的字符调用一次，然后在下一个字符上继续比较循环。睡眠与让 CPU 获得的收益一样自愿，因此这些调用将显示为每个非机器字符的自愿上下文切换。

在 Linux 上，您也应该能够看到带有 的调用strace。

最终延迟来自 的随机睡眠T * (rand() % 3)，即常数的 0、1 或 2 倍。这是一个相当粗略的粒度，因此通过使用相同的密码进行多次尝试应该很容易平均。