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【ARM】Trustzone和安全架构

news 2024/11/15 13:28:27

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
在这里插入图片描述

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
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交互接口

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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
在这里插入图片描述 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)

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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

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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
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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

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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；