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本节定义了系统架构必须支持的一般安全属性和能力,以确保RME安全性。 本章扩展了可能属于系统认证配置文件的一部分的其他安全规范,例如基于信任的系统架构。
一、信任根服务
1、非易失性存储
本节描述了根非易失性存储(Root Non-Volatile Storage,RNVS)的系统架构要求。
根非易失性存储(RNVS)是片上非易失性存储资源,例如熔丝或片上闪存,用于存储Arm CCA不可变的引导参数。
必须在根PAS(Root PAS)中有一个编程接口,允许对RNVS进行读写访问。
RNVS参数可以概念上分为两类:公共参数和机密参数。
系统支持一种方法,永久阻止应用PEs(Processing Elements)对所有RNVS参数的写访问。
系统支持一种方法,永久阻止应用PEs读取RNVS机密参数。
下表提供了RNVS公共参数的示例。
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系统属性是一个结构,允许系统集成商向 MSD 报告所选择的 RME 系统实现选项集。
系统对系统属性中报告的任何内存保护属性的支持是不可变的,并适用于系统中所有的 DRAM 内存控制器。
RNVS 机密参数是不可变的机密材料,例如硬件唯一密钥 (HUK) 和其他私钥。
RNVS 的物理实现和工厂配置方法取决于系统的安全认证配置文件,必须符合屏蔽位置或隔离位置的要求。
2、根看门狗
术语根看门狗指的是由 MSD 或受信任的子系统专门控制的看门狗。RME 实现可以包括一个根看门狗,用于检测和恢复 MSD 功能故障。
根看门狗的内存映射寄存器位于根 PAS 中。
根看门狗能够在满足预定义的到期条件时触发 RME 系统复位。
对于通用看门狗实现,这可以通过将看门狗信号 1 (WS1) 路由到受信任的子系统(例如受信任的 SCP)或直接触发 RME 系统复位的硬件来支持。
当满足预定义的到期条件时,根看门狗可以向 EL3 生成中断。将看门狗中断安全地传递到 EL3 的方法由具体实现决定。
3、随机数生成器
MSD 和 RMSD 提供了一个私有接口,用于访问符合系统认证配置文件的真随机数生成器 (TRNG)。
4、加密服务
RME系统架构不指定通用加密服务的硬件要求,例如:
- 加密密码模式和消息认证码
- 公钥加密
- 密钥生成和密钥派生函数(KDF)
- 安全密钥存储和安全测量存储
- 单调计数器和可信时间
MSD和RMSD可以使用利用各种A-profile加密扩展的软件库来实现所需的加密功能,例如AES-GCM-256或SHA。
其他加密功能可能作为系统服务由SSD实现,并通过根PAS中的内存映射接口公开。
5、硬件强制安全性
本节规定了支持硬件强制安全(HES)的RME系统的规则。HES将关键的Arm CCA安全特性从应用处理单元(PEs)移到一个隔离的受信任子系统中,该子系统负责Arm CCA的初始测量、身份和认证服务、调试认证和生命周期状态管理。
HES功能可以托管在一个专用的受信任子系统上,也可以作为多租户受信任子系统中的一个隔离租户。
HES实现集成了RNVS功能、加密功能和安全测量存储,形成一个不与应用PEs共享资源的私有执行环境。这允许:
- 保证在应用PE上运行的固件不能影响Arm CCA的初始测量或Arm CCA的初始引导状态。
- 通过防止应用PEs直接访问根密钥或对根密钥进行操作,实现对关键Arm CCA资源的物理隔离。
Arm强烈建议RME系统支持HES。
HES实现具有私有的执行资源、内存资源和加密资源,这些资源不与应用PEs或其他硬件代理共享。系统可以进一步为HES实现提供私有的复位、时钟和电源域,使其能够独立于系统电源状态维护上下文。
HES实现可以包括一个可更新的组件,例如固件镜像。HES可更新组件由不可变的HES逻辑进行测量,并且测量结果包含在由HES组成和签名的认证令牌中。
如果HES托管在多租户受信任子系统中,则必须将HES功能与其他租户隔离开来,以使租户不能监视HES功能或影响HES功能或完整性。
HES实现向SSD组件(如受信任的子系统)公开私有接口,用于请求HES服务。
HES为SSD提供的服务可能包括:
- 使用SSD计算的摘要扩展一个或多个测量。
- 使用SSD提供的镜像或引导状态(例如受信任的SCP镜像)计算摘要,并将该摘要与测量一起扩展。
HES实现在根PAS中公开了一个编程接口,所有应用PE共享,允许MSD和PE初始引导ROM请求HES服务。
HES为PE初始引导ROM提供的服务包括:
- 使用PE初始引导计算的摘要扩展一个测量。
HES为MSD提供的服务包括:
- 为MSD组成和签名一个初始认证令牌。
- 使用MSD计算的摘要扩展一个或多个测量,例如测量RMSD镜像的摘要。
HES具有对RNVS机密参数的独占读写访问权限。
测量寄存器可以使用安全哈希算法进行扩展、锁定或重置。
HES具有对其拥有的测量寄存器进行扩展、锁定和可靠获取值的独占访问权限。
一旦锁定,测量就不能再进行扩展,直到进行重置。
RME系统复位是重置HES拥有的测量的唯一方法。
在RME系统复位时,HES状态被重置为已知值,包括所有测量和临时的加密上下文。