2、英特尔 SGX 可信计算的性能原理

英特尔 SGX 可信计算的性能原理

1. 同步与异步飞地退出

在 SGX 中，存在同步和异步飞地退出两种情况。同步退出会使线程离开飞地模式，并将执行上下文恢复到进入飞地之前的状态。而异步飞地退出（AEX）则是由硬件中断（如页面错误事件）引起的。当发生这种情况时，受中断影响的逻辑核心上所有正在执行的线程都必须退出飞地，并陷入内核来处理错误。在退出之前，会保存飞地内所有逻辑核心的执行上下文，随后清除这些上下文，以避免向不可信的操作系统泄露信息。当页面错误处理完成后，ERESUME 指令会恢复上下文，飞地继续执行。

2. 飞地内存

• 内存区域划分 ：在 CPU 启动时，会从常规 DRAM 中划出一块连续的内存区域，称为处理器保留内存（PRM）。这块内存被划分为 4 kB 的页面，只能在飞地内部或通过 SGX 指令直接访问，统称为 EPC（Enclave Page Cache）。无论是特权级系统软件还是常规用户级应用程序，对 EPC 内存的读写尝试都会被忽略，并且明确禁止对该区域的直接内存访问（DMA）请求，这可以防止潜在恶意外围设备对系统总线进行物理攻击。
• 内存加密与管理 ：通过英特尔的内存加密引擎（MEE）实现数据保密性，在 L3 缓存之后，飞地数据在系统总线上的 CPU 封装边界处进行加密，进一步防止物理内存检查攻击。与常规虚拟内存类似，EPC 页面也由操作系统管理，但由于 EPC 内存不能直接访问，所以通过 SGX 指令间接处理。操作系统负责为飞地分配页面，并将未使用的页面交换到常规 DRAM 中。通过这种内存管理方式，可通过交换 EPC 页面避开 128 MB 的