Dear all:
首先是由ARM的原话进行说明:
ARM说:“TEE设备可以提供用户更高的安全和更友好的用户体验,并可以使实现简单的便捷的链接到数字网络上。并能在用户连接更加频繁,应用程序数据交换更大的情况下提供更智能,更快捷的用户安全通道。并提供同网购等一样的包括移动支付,企业生产和移动银行等程序的安全架构。”
TEE是Trusted Execution Environment 的缩写简称,是可信执行环境的简称,在目前移动安全领域,TEE默认就是指的基于ARM trustzone技术的TEE,其实在芯片架构层面,TEE应该包含下面三部分:
1.利用intel TXT或AMD的SVM均可提供TEE,即基于处理器CPU的特殊指令,提供动态信任根DRTM服务,为敏感应用或数据提供可信执行环境;
2.利用ARM TrustZone机制(其中还可以包括TI M-Shield),直接在CPU硬件上提供的安全区域/非安全区域隔离机制,为敏感应用/数据提供可信执行环境;
3.利用hypervisor/VMM虚拟化机制,提供安全应用/非安全应用之间的隔离
由于现在在移动终端领域,基本上是使用的ARM架构的芯片,无论高通,MTK,三星,海思,展讯等等,基本上都是使用的ARM架构的核心,因此我们重点讨论ARM TrustZone机制。
说到ARM TrustZone,就不得不说一下ARM核心的运行模式:
(1) User Mode:用户模式。操作系统的Task一般以这种模式执行。User Mode是ARM唯一的非特权模式,这表示如果CPU处于这种模式下,很多指令将不能够执行,因此操作系统的资源得以保护。
(2) System Mode:这是V4及其以上版本所引入的特权模式。
(3) IRQ Mode:中断模式。中断(不包括软中断)处理函数在这种模式下执行。
(4) FIQ Mode:快速中断模式。除了多了几个寄存器外,其他同IRQ一样。
(5) Supervisor Mode:监视模式。软中断(SWI)处理函数在这种模式下执行。
(6) Abort Mode:所有同内存保护相关的异常均在这种模式下执行。
(7) Undefined Mode:处理无效指令的异常处理函数在这种模式下执行
为支持trustzone, arm 增加一种mode : security monitor mode , 通过smc指令进入这个mode来进入security world(代表安全环境);security monitor mode本身是属于security world. 它叫security monitor mode;从security world返回 normal world 通过设置cp15中的bit。
2. 一般实现中 monitor mode 只是security world的入口, 短暂处理后,切换回SVC mode或者其他(类似linux中IRQ mode的实现),这时系统是在security SVC mode(或其他),每个mode 都对应有自己的在security state mode
3. 可以设置制定物理空间为 security, 这样在normal world不能直接访问,需要通过monitor进入security world访问,这样实现了硬件的安全性保证;
这就是ARM TEE或者说ARM Trustzone的标准架构,因此在我们看到的第三方实现上,无论是Trustonic,豆荚,赛福,瓶钵,其实大体都是这个架构,只是在具体本地化实现上根据各自不同的技术特点和优势进行了细化或者优化。
TEE能够做什么?为什么会提出来TEE这个技术?
一句话,TEE可以构建一个隔离(隔离更准确,相比于独立于)于Android,iOS的小型操作系统,让具备安全,隐私诉求的应用在隔离于这些主操作系统的应用运行于此。不过这个倒是和Android和TEE关系很像,构建的这个隔离的私有的环境的安全也是相对的,还是要有保护和安全意识。
1、防止操作系统被攻破后关键数据泄密,关键数据存放在特定内存区域,而那块区域,只有安全操作系统才有可能读到。
2、防止通过JTAG等调试接口读到寄存器,缓存,内存或者闪存数据。
3、从芯片制造开始,最初的密钥可以用芯片熔丝实现,往后启动的每一步都需要最高特权级和密钥验证,建立信任链,杜绝软件被替换或者被恶意读取。
4、防止边带攻击,比如量取内存颗粒的信号猜测数据,制造故障让检验模块停止工作,替换外围器件,输入特定数据确定电磁信号特征,打开芯片直接量内部信号线等。
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