Arm 生态系统中的机密计算解决方案

Arm 生态系统中的机密计算解决方案

机密计算概述

机密计算旨在解决安全威胁，通过以下方式保护代码和数据的机密性：

• 防止高级别软件（如宿主系统、虚拟化管理程序、硬件代理）和管理员的访问
• 强化隔离技术支持多租户环境
• 加密内存以抵御物理访问和冷启动攻击
• 使用不同密钥加密多个敏感区域
• 保护 I/O 链接上的负载免受中间插入卡和物理探针的威胁
• 安全且唯一地绑定设备功能到敏感进程

Arm 架构安全特性

Arm v8.4 - A 安全架构

• S-EL2 虚拟化：利用 TrustZone® 技术实现虚拟化，保护主机操作系统内核和特定应用场景
• 应用场景：
  • 主机操作系统内核保护
  • SiP + OEM 平台安全应用
  • 特定工具链/可信操作系统
  • 有限资源环境

Arm v9 + 安全架构：RME

• RME（Realm Management Extension）：通过 RMM（Realm Management Monitor）、RMI（Realm Management Interface）、RSI（Realm Services Interface）保护应用程序代码和数据的体系结构安全境界
• 架构特点：
  • 领域空间与安全及非安全环境隔离
  • 访问违规导致页面故障
  • 编程模型无变化，但扩展了 Realm 非安全环境
  • TrustZone® 2 世界转换为 RME 4 世界（安全与根权限、非安全与领域权限）

机密计算信任扩展

• TCB（Trusted Computing Base）扩展：信任需要扩展到代码/数据所在的任何组件，包括内存控制器、IO 控制器等
• 硬件支持：
  • 内存控制器：世界的单独键、单个领域的新鲜键
  • IO（CXL 和 PCIe）控制器：启用设备分配，由 SIG/Consortium 定义安全支持

平台信任与测量

• 硬件强制安全（HES）：
  • 启动和度量 AP 启动
  • 密钥生成与管理
  • 收集系统测量数据
• 按需证明报告：与云提供商证明分开，增强最终用户对平台的信心

Arm 机密计算资源