【ARM】Trustzone和安全架构

Trustzone的基本概念&背景和历史

什么是Trustzone? 什么是TEE?

Trustzone是一个技术,是一个技术的设计,一个安全架构,既不是软件也不是硬件。

TEE (Trusted Execution Environment) 可信执行环境。就是依托Trustzone所实现的一个安全操作系统。

TZC400,内存过滤单元,要不要挡住,不允许访问。

TAPC,配置controler的安全属性

2013 年 Apple 推出了第一款搭载指纹解锁的 iPhone:iPhone 5s,用以保证指纹信息安全的Secure Enclave 技术据分析深度定制了 ARM trustzone 架构,印象中这大概是 Trustzone 技术第一次走进大众视线

一个大系统中有很多操作系统。从图中可以看出有四个安全状态,Realm state、Non-secure state、Secure state、Root state。还有四个特权等级,每个志状态都可以跑多个虚拟机。

Runtime模型

任意时刻cpu都可能会跳过来进行工作叫做runtime

交互接口

从用户交互层到核心业务层的交互,从APPs调用GP Client API,该API是在llbteec.so中实现的。llbteec.so调用在KernelSpace中的tee_driver,KernelSpace中的tee_driver调用ATF中的opteed,opteed把消息转给optee_os,optee_os再把消息转给TA,TA再调用GP Internal Core API使用optee_os上的各种资源。

Processor (v8)

和core、cpu是一个概念
NS=1表示是非安全的processor,程序跑在EL3时可以是安全也可以是非安全。SCR寄存器只有一个,只有SCR_EL3,只有EL3可以操作。

Processor (v9)

到了v9多了一个NSE比特位,有四种安全状态。后面也主要讨论v8。

安全和非安全状态的切换

从non-secure切到secure就是切cpu context,切换一堆系统寄存器。

所以只要经过ATF切换cpu context,就能达到SCR寄存器中NS比特位从0到1或从1到0的切换。

Secure Boot

业务安全<---APP安全<---操作系统安全<---SecureBoot<---efuse和签名私钥

<--- 依赖关系,业务安全依赖APP安全

efuse

efuse每个比特只能下一次,从0到1

Boot模型

启动模型

BootROM(BL1)就相当于开机程序,只跑一次。BL1、BL2、BL31统称ATF。

编译和生产流程

首先对preloade签名,签名后变为preloade,img,sig,签名时首先把preloade,img放到xxxx,img,拿私钥对preloade.img进行签名,签名后生成一个证书cert1,证书中包含公钥。再拿root_priv.pem

密钥对cert1进行签名,签完名生成cert2证书。

私钥签名,公钥验签;

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