Occlum 是一个内存安全的、支持多进程的 library OS,特别适用于 Intel SGX。

前言

大家好,我是老马。

sofastack 其实出来很久了,第一次应该是在 2022 年左右开始关注,但是一直没有深入研究。

最近想学习一下 SOFA 对于生态的设计和思考。

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Occlum

最新动态: 我们的论文《Occlum:英特尔SGX单个飞地内安全高效的多任务处理》已被ASPLOS'20接收。该研究论文重点阐述了Occlum采用单地址空间架构的优势,并描述了一种新颖的飞地内隔离机制以补充这一设计。

论文可在ACM数字图书馆Arxiv查阅。

Occlum是一个专为英特尔SGX设计的内存安全多进程库操作系统(LibOS)。

作为LibOS,它能让传统应用程序 在SGX上运行而几乎无需修改源代码,从而透明地保护用户工作负载的机密性与完整性。

Occlum具备以下显著特性:

  • 高效多任务处理。 Occlum提供轻量级 LibOS进程:所有LibOS进程共享同一个SGX飞地,相较于重量级的单飞地LibOS进程,Occlum的轻量级LibOS进程启动速度快达1000倍 ,IPC性能快达3倍 。此外,Occlum还提供可选的PKU(用户空间保护密钥)功能,以增强LibOS与用户空间进程间的故障隔离(按需启用)。
  • 多文件系统支持。 Occlum支持多种文件系统类型,如只读哈希FS (完整性保护)、可写加密FS (机密性保护)、非受信主机FS(便于LibOS与宿主机OS间数据交换)。
  • 内存安全。 Occlum是首个 采用内存安全编程语言(Rust)编写的SGX LibOS,极大减少了底层内存安全漏洞的可能性,更值得托管安全关键型应用。
  • 易用性。 Occlum提供用户友好的构建与命令行工具。在SGX飞地内运行应用程序,仅需数条Shell命令即可完成(参见下一章节)。

自0.30.0版本起,Occlum引入EDMM作为可选功能。借助EDMM,Occlum配置更灵活,飞地加载时间显著缩短。详情请参阅edmm_config_guide

Occlum文档

官方文档请访问https://occlum.readthedocs.io

以下为快速链接:

当前实现状态如何?

Occlum正处于积极开发阶段。当前重点在于实现更多系统调用及生产环境所需功能,包括裸金属服务器与公有云(阿里云、Azure等)虚拟机支持。

此外,专用分支1.0.0-preview用于下一代Occlum开发。

内部工作原理?

Occlum的高层架构如下图所示:

项目命名由来?

Occlum之名源自J.K.罗琳在《哈利·波特》系列中创造的咒语Occlumency(大脑封闭术)。在《哈利·波特与凤凰社》中,该咒语被描述为:

一种抵御外部入侵的心灵魔法防御术。虽属冷门分支,却极为实用......正确使用大脑封闭术,可助你屏蔽他人窥探或影响。

Occlum对程序而言亦有异曲同工之妙:

一种抵御外部入侵的程序魔法防御术。虽属前沿技术分支,却极为实用......正确使用Occlum,可助你守护程序免受访问或干扰。

当然,Occlum需运行于支持SGX的英特尔x86 CPU上方能施展其"魔法"。

小结

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我是老马,期待与你的下次相遇。

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