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arxiv.org·2026/10/23
针对依赖Triton JIT编译的vLLM LLM推理服务,作者提出LLVMhammer,首个利用Rowhammer在Triton编译管线诱导位翻转造成推理减速的攻击:翻转性能关键优化pass的一位,使Triton生成功能正确但次优GPU kernel,并经磁盘缓存让减速跨会话和进程重启持续。为免手工定位,Karnage用命名空间过滤、Intel PT交集和控制流指令筛出跨厂商目标无关函数,经CPU端编译剪枝后GPU评测。在NVIDIA RTX 4090与AMD RX 7900 XTX上对Qwen2.5-7B-Instruct、Llama-3.1-8B-Instruct、Mistral-7B-Instruct-v0.3、Deepseek-llm-7B-chat做大请求量测试,全部关键指标显著恶化,总推理时间增加4–16%;按作者估算,256-GPU H100部署年成本最高$2.24M。同一目标还能破坏输出,BERTScore低至0.25,且跨GPU厂商通用。缓解需设置TRITON_ALWAYS_COMPILE或重载libtriton.so,以增加编译开销换取消除持久减速。
为什么重要 攻击针对 vLLM+Triton 的持久化内核缓存与跨厂商编译流水线,对推理基础设施运维形成无异常告警的成本风险,读者需关注编译器侧安全。适合 适合推理服务、编译器基础设施、云安全与 AI 工程链路的研发和运维人员。
大型语言模型(LLM)通过使用 Triton 等即时编译(JIT)框架生成的优化 GPU kernel 实现高推理效率。Triton 通过基于 MLIR/LLVM 的流水线编译 GPU kernel。我们研究 CPU DRAM 中由 Rowhammer 引发的位翻转是否能在保持输出正确性的同时降低基于 GPU 的 LLM 推理性能。
我们提出 LLVMhammer,这是首个通过在 Triton 编译流水线中诱发位翻转而导致 LLM 推理减速的 Rowhammer 攻击。性能关键优化 pass 中的位翻转会促使 Triton 生成功能相同但次优的 GPU kernel。由于 Triton 会将生成的 kernel 缓存到磁盘,一次成功的位翻转会在后续推理执行中造成持续减速。
Triton 的目标无关阶段在不同 GPU 厂商之间共享,这使我们的攻击与 GPU 厂商无关。为了在无需人工检查的情况下找到可利用的位翻转位置,我们构建了 Karnage,一个用于隔离 Triton 目标无关编译流水线中有用位翻转位置的工具。
我们在多种 LLM 上评估 LLVMHammer,包括 Qwen2.5-7B-Instruct、Llama-3.1-8B-Instruct、Mistral-7B-Instruct-v0.3 和 Deepseek-llm-7B-chat,并覆盖 NVIDIA RTX 4090 与 AMD RX 7900 XTX GPU。LLMhammer 将运行在单 GPU 上的 LLM 推理服务器推理延迟提高 4-16%,这在多 GPU 部署规模下可能转化为额外年度运营成本。
我们进一步展示,LLMhammer 还可以在不同 GPU 厂商上破坏 LLM 输出,将 BERTScore 降至低至 25%,说明了 Triton 编译流水线中位翻转更广泛的安全影响。
Large language models (LLMs) achieve high inference efficiency using optimized GPU kernels generated by just-in-time (JIT) compilation frameworks such as Triton.
Triton compiles GPU kernels through an MLIR/LLVM-based pipeline.
We investigate whether a Rowhammer-induced bit-flip in the CPU's DRAM can degrade GPU-based LLM inference performance while preserving output correctness.
We present LLVMhammer, the first Rowhammer attack that causes LLM inference slowdown by inducing a bit-flip in Triton's compilation pipeline.
A bit-flip in a performance-critical optimization pass causes Triton to generate a functionally identical but suboptimal GPU kernel.
Since Triton caches the generated kernel on disk, a single successful bit-flip causes persistent slowdown across subsequent inference executions.
Triton's target-independent stages are shared across GPU vendors, which makes our attack GPU vendor-agnostic.
To identify exploitable bit-flip locations without manual inspection, we build Karnage, a tool that isolates useful bit-flip locations in Triton's target-independent compilation pipeline.
We evaluate LLVMHammer across a diverse set of LLMs, including Qwen2.5-7B-Instruct, Llama-3.1-8B-Instruct, Mistral-7B-Instruct-v0.3, and Deepseek-llm-7B-chat, across NVIDIA RTX 4090 and AMD RX 7900 XTX GPUs.
LLVMhammer increases inference latency of an LLM inference server running on a single GPU by 4-16%, which, in turn, can translate into additional annual operating costs at the scale of multi-GPU deployments.
We further show that LLVMhammer can also corrupt LLM outputs across different GPU vendors, reducing BERTScore to as low as 25%, illustrating the broader security implications of bit-flips in Triton's compilation pipeline.
函数总数
NVIDIA 版 libtriton.so
目标无关函数
Intel PT 交集结果
候选位翻转
NVIDIA 平台
延迟增幅
n=1000 请求时
年成本
原文按 H100 现价折算
注释 · 数字分别来自 Table I、Table III 与正文成本估算,需注意候选位翻转仍很大。出自 Table I / Table III / §IV-B



EVIDENCE / METHODS
参数清单
NVIDIA 用 CUDA 13.2 / vLLM 0.24.0 / Triton 3.6,AMD 用 ROCm 7.14 / vLLM 0.2
注释 · 四个 7B-8B 模型在两张 24GB 消费级 GPU 上各跑 30 次,用 Welch t-test 检验。出自 Table V / §IV-A
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