IT资讯 百度安全 Rust TrustZone SDK 正式成为 Apache Teaclave 子项目

pope · 2021-03-10 17:00:06 · 热度: 8

TrustZone 为手机、嵌入式设备、云计算等 ARM 生态提供安全的可信执行环境,用于包括安全支付、密钥管理、模型保护等场景。但是由于内存安全问题,TrustZone 中运行的安全应用 (trusted application 或叫 TA) 的安全性大打折扣。例如高通 QSEE 内存安全问题 [1] 造成的安全世界(secure world) 的漏洞,后果甚至可以拿到全磁盘加密的密钥 [2]。

2019 年初百度开源了 Rust OP-TEE TrustZone SDK,为当今广泛使用的开源 TrustZone 实现 OP-TEE 提供了一套内存安全使用方便的 SDK。SDK 基于 GlobalPlatform 的 TEE 标准,为开发者提供标准的开发接口。除此之外Rust OP-TEE TrustZone SDK 支持标准库第三方库,提高了 TA 的开发速度,并扩展了 TrustZone 的应用场景。

为了加速隐私安全生态发展,完善 TrustZone 的技术基础设施,百度在 2021 年初正式把项目捐赠给 Apache 基金会,作为 Teaclave 的子项目之一,同时更名为 Teaclave TrustZone SDK,新的项目代码库地址为:https://github.com/apache/incubator-teaclave-trustzone-sdk。Teaclave TrustZone SDK 与 Teaclave SGX SDK 一样,可以为 Teaclave FaaS 隐私安全计算平台提供底层支持,赋能多平台可信执行环境的隐私安全计算生态。

Teaclave TrustZone SDK 设计和实现

Teaclave TrustZone SDK 在 GlobalPlatform 标准的 API 上重新设计了安全的 Rust 接口,使用 Rust 编写 TA(图中的 trusted apps)和 app(图中 client apps)能够大大减少内存安全问题,确保可信执行环境的安全。

百度安全 Rust TrustZone SDK 正式成为 Apache Teaclave 子项目

 

通过使用 Rust 的过程宏(procedure macro)自动生成边界代码,减少了开发中不必要的负担,并且能够避免开发中因为粗心造成的安全问题。如下图所示,只需要在相应的函数上加 #[ta_create], #[ta_open_session], #[ta_close_session], #[ta_destory], #[ta_invoke_command]。

百度安全 Rust TrustZone SDK 正式成为 Apache Teaclave 子项目

 

通过利用 Rust 的丰富的类型系统,能在编译时报告内存安全问题,例如下图中对于 client 的实现,相比复杂并且类型简单的 C 接口,Rust API 语义更清晰,并提供强类型检查。

百度安全 Rust TrustZone SDK 正式成为 Apache Teaclave 子项目

 

项目中提供了 13 个样例程序,包括加解密,安全存储,HOTP 等等。同时,我们还展示了使用 Rust 的第三方库serde 作为边界的序列化来传递复杂参数,避免出现

快速上手文档

Teaclave TrustZone SDK 的 API 都提供了对应的文档,在项目 Wiki 中,我们提供了一个快速上手的例子,在QEMU 模拟器中运行使用 TrustZone SDK 的 trusted app。链接如下:https://github.com/apache/incubator-teaclave-trustzone-sdk/wiki/Getting-started-with-OPTEE-for-QEMU-ARMv8。更多关于 Teaclave TrustZone SDK 的设计和性能等都在论文 RusTEE: Developing Memory-Safe ARM TrustZone Applications 中找到,此论文也收录于 ACSAC 2020。

百度安全 Rust TrustZone SDK 正式成为 Apache Teaclave 子项目

 

Teaclave TrustZone SDK 时间线

  • 2019 年初开源。
  • 2019 年在 Linaro Connect 和 RustCon Asia 对外发布,得到了 ARM 的支持,现在其隐私计算相关项目中使用。
  • 2020 年相关文章发表在国际顶级安全会议 ACSAC,得到学术界肯定。
  • 随着隐私安全计算的发展,多个开源项目开始使用,例如由 ARM Research 主导的 Veracruz 开源项目使用SDK 构建其隐私计算试验项目,Veracurz 也将加入隐私计算联盟(Confidential Computing Consortium)。
  • 2021 年 2 月升级 TrustZone SDK 支持 OP-TEE 3.11 和 3.12。
  • 2021 年 2 月启动项目捐赠流程,通过社区投票并提交 Software Grant Agreement。
  • 2021 年 3 月项目 repository 正式移交到 Apache 组织下,隶属于 Apache Teaclave (incubating) 项目。

百度安全 Rust TrustZone SDK 正式成为 Apache Teaclave 子项目

 

Teaclave 开源社区

TrustZone SDK 加入 Apache 后,将与 Teaclave 开源社区(Gitee加速镜像)共同发展,非常欢迎大家的贡献,一起推动隐私安全计算生态 。已有至少四家公司或组织在产品中使用 Teaclave,并且有超过九个开源项目使用了 Teaclave 平台和Teaclave SGX SDK。这些都给项目的发展提供源源不断的动力。更多信息可以在我们的官网 community 下查看:https://teaclave.apache.org/community/

百度安全 Rust TrustZone SDK 正式成为 Apache Teaclave 子项目

 

Teaclave 的开源是 The Apache Way (https://www.apache.org/theapacheway/)的开源,无论是代码、文档、设计还是路线图规划,我们都会在社区的各个渠道中讨论。如果 你想关注 Teaclave,亦或想加入我们的讨论,可以在Github issues,邮件列 表回复我们、发起新的话题。也可以关注我们的 Twitter 账号 @ApacheTeaclave了解最新动态。除此之外, 我们在官网 (https://teaclave.apache.org/)中提供了 Teaclave 相关的演讲、论文和文章,包括TrustZone SDK 之前的演讲 slides 以及视频。

参考链接:

[1] Qualcomm’s Secure Execution Environment (QSEE) privilege escalation vulnerability and exploit (CVE-2015-6639) : http://bits-please.blogspot.com/2016/05/qsee-privilege-escalation-vulnerability.html

[2] Extracting Qualcomm’s KeyMaster Keys - Breaking Android Full Disk Encryption: http://bits-please.blogspot.com/2016/06/extracting-qualcomms-keymaster-keys.html

Disclaimer: Apache Teaclave (incubating) is an effort undergoing incubation at The Apache Software Foundation (ASF), sponsored by the Apache Incubator. Incubation is required of all newly accepted projects until a further review indicates that the infrastructure, communications, and decision making process have stabilized in a manner consistent with other successful ASF projects. While incubation status is not necessarily a reflection of the completeness or stability of the code, it does indicate that the project has yet to be fully endorsed by the ASF.

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