ARMv9刷屏——号称十年最大变革,Realm机密计算技术有什么亮点?

ARMv9引入了Arm CCA和Realm,提供敏感应用和OS的隔离,以增强硬件安全。Realm不是机密虚拟机,而是一个通用型机密计算环境,降低了敏感应用的适配成本和信任需求。Realm Manager负责管理Realm的调度和资源分配,且Realm中的应用可以验证其可信性。然而,如何支持与IO设备的交互尚待解决。

作者 / 乾越

编辑 / 芹菜

出品 / 云巅论剑

 

ARMv9的新闻刷屏了。ARMv9号称十年以来最重大变革,因此让我们看下ARMv9中机密计算相关的新特性Realm。(注:本文是对Introducing the Confidential Compute Architecture的部分翻译和个人注解,本文图均来自anandtech.com网站。)

 

背景

在过去的几年里,我们看到安全问题和硬件安全漏洞已经成为了新闻热点。许多处理器侧信道漏洞,如幽灵、熔毁以及与它们有关的侧通道攻击,都表明有必要重新思考如何在处理器架构层面解决安全问题。

Arm想要解决这个问题的方法是:通过引入Arm机密计算体系结构(Arm CCA),重新设计敏感应用程序的工作方式。

 

一句话亮点总结

Arm CCA基于Armv9 Realm Mangement Extension(RME,简称Realm),将敏感应用和OS隔离在Realm中;Realm比机密虚拟机更加通用,既支持机密虚拟机形态,也支持机密OS形态。

 

High Level设计

Arm CCA基于Armv9 Realm Mangement Extension,将敏感应用和OS隔离在Realm中:

图片

从这张图可以总结出以下几个要点:

1.  Non-Secure World、Secure World和Realm之间是相互隔离的。

  •  现有材料中没有详细解释这种隔离是如何实现的,大概率还是基于硬件的地址空间隔离技术。

  • 对Realm的隔离要看两个方面:运行在Rea

注意,该课程属于《ARMv8/ARMv9架构从入门到精通》课程的其中一章2021年3月底,ARM公开了armv9的架构,那时CCA(Confidential Compute Architecture 机密计算)进入大众的视野。当时就觉得很厉害。2021年6月份,ARM公开armv9架构的更多细节,RME(Realm Management Extension)手册也随之公不出来。RME是一套崭新的安全架构,是Trustzone/虚拟化/FF-A的进一步的补充,是安全架构的进一步的飞越式的发展。 相信在这一套技术体系种,将充分发挥硬件的安全特性,也相信在这套体系种,软件行业也能够飞速发展。 第一节 课程介绍第二节 ARMv8/ARMv9Trustzone深度解读第三节 ARMv9 CCA/RME技术简介第四节 ARMv9 RMA技术详解(以下是第四节的展开)1. RME扩展2. RME Architecture3. Software Architecture4. Security State -- PE5. Switch CPU_Context6. 物理地址空间7. Translation Regime8. EL3 Translation Regime9. Non-secure state translation regimes10. Secure state translation regimes11. Realm state translation regimes12. Root state translation regimes13. TLB & Cache14. 地址空间的访问15. Completer side filtered16. Granule Protection Checks17. 地址翻译的过程18. GPC19. 相关寄存器20. GPT21. GPT Table Descriptor22. GPT Granules配置的权限23. Granule Protection Check faults24. MPAM25. cache扩展26. TLB扩展27. Elision(省略)28. 术语 (注意:本课是《ARMv8/ARMv9架构学习系列课程》中的一个章节。)
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