可信硬件TEE到底有何优势？为什么比纯软件靠谱?

可信硬件缘何可信？对比纯手机软件个人隐私保护解决方法，融合可信硬件的解决方法有什么优点？可信硬件是不是确实无坚不摧？可信硬件的应用又会引进什么技术风险和商业服务顾忌？

可信硬件实行自然环境（TEE，TrustedExecutionEnvironment）根据硬件防护方式对涉及到隐私保护数据信息的计算和实际操作开展维护。不在破译硬件的前提条件下，网络攻击没法立即载入在其中的隐私保护数据信息和系统软件密匙，从而确保了数据信息的安全保密性。另外，网络攻击没法根据干固的硬件逻辑性和硬件方面伪造检验，为此保证 有关系统软件运作全过程不被故意伪造。

根据之上特点，对比纯手机软件个人隐私保护解决方法，融合TEE的解决方法一般 主要表现出更强的特性和可扩展性，因而遭受众多服务平台服务提供商的亲睐。从众多计划方案展现的实际效果看来，融合TEE的解决方法好像早已能够 考虑个人隐私保护在数据信息內容维护层面的随意业务流程要求。

特别注意的是，殊不知在多方面合作的具体运用中，TEE仍未“一统江湖”，其身后是不是还有着不广为流传的重大风险？且随文中一探究竟。

1.TEE安全性实体模型

以便深入了解TEE的工作能力界限，一个须回应的难题便是，TEE怎样完成安全性可信，即TEE的安全性实体模型是啥？

虽然不一样的硬件经销商出示的TEE硬件作用各有不同，但其安全性特点关键依靠下列几种硬件作用：

• 物理隔离的密匙储存空间。
• 物理隔离的程序执行自然环境，也常称作飞地（Enclave）。飞地具备单独的內部数据通路和计算所需储存空间，保证 编码在飞地中运作造成的內部数据信息不容易被飞地以外的程序流程随便载入。
• 硬件设备关联的设备密匙，相互配合外界手机软件认证服务项目认证TEE硬件设备的真实有效，为此辨别由手机软件故意仿真模拟出去的虚报设备。
• 物理学伪造检验自毁体制，当TEE储存数据信息的控制模块的感应器检验到外界硬件进攻时，会对在其中的数据信息开展清零维护。
• 根据之上作用，在具体业务流程运用中，开发人员一般 将可信硬件当作一个安全性的黑盒，假设其考虑以下特点：
• 可信硬件中储存的数据信息，其密文方式仅存有于硬件內部，没法被外部载入或捕获。
• 可信硬件中开展的计算全过程，能够 根据有关的远程控制编码验证协议书开展认证，保证 假如计算全过程的作用逻辑性和承诺的不符合，一定会被检验出，故意伪造以后的计算全过程没法根据检验。

在作用方面上，TEE对适用的计算全过程沒有一切限定，能够 便捷地兼容丰富多彩的应用领域，是一类实用性十分出色的技术性。

在基础理论方面上，根据TEE的个人隐私保护计划方案的核心优势，是把计划方案的安全系数归约到TEE硬件设备本身的安全系数上。要是TEE服务承诺的硬件作用和配套设施的手机软件作用出不来一切安全隐患，那个人隐私保护计划方案也将是安全性的。

看起来致的假定，其身后牵涉到三个至关重要的问题：

• TEE服务承诺的硬件作用一定是恰如其分的吗？
• TEE配套设施的手机软件作用，如TEE硬件设备的真实有效认证服务项目，是不是也是恰如其分的？
• TEE服务承诺的硬件作用和配套设施的手机软件作用一旦出現难题，怎样从客户的视角开展合理认证？

针对这三个难题的解释将引出来一系列有关TEE的技术风险，以便更刻骨铭心地了解其对具体业务流程的危害，大家先在下一节中，了解一下TEE普遍的运用方式。

2.TEE运用方式

TEE的运用方式十分多元化，但在常见计划方案结构全过程中，一般都不可或缺經典的飞地测算方式，即把全部隐私保护数据信息有关的测算放进物理隔离的飞地中实行，详细的步骤大概能够 抽象性为下列三个环节：

TEE硬件设备申请注册

• TEE硬件设备向远程控制硬件认证恳求设备申请注册，这一服务项目一般 由硬件生产商或是服务平台服务提供商自身出示。
• 远程控制硬件认证依据TEE硬件设备的内嵌关联密匙，融合别的系统软件主要参数，分辨该设备是不是为真正物理学设备，而不是手机软件仿真模拟出去的虚似设备。
• 远程控制硬件认证依据信用黑名单体制，分辨该TEE硬件设备并不是己知的被破译或丢失的设备。
• 假如之上认证都根据，则申请注册进行，远程控制硬件认证与TEE硬件设备开展密匙商议，分别转化成将来开展远程控制设备验证需要的密匙，并在本身移动存储设备中储存相匹配的数据信息。

可信执行程序部署

• 运用出示方将可信执行程序做为键入，启用建立飞地的系统软件插口，开展可信执行程序的部署。
• 可信执行程序在部署全过程中，一般状况下，少会转化成一对公与私钥用以将来启用全过程中的通讯数据信息加解密，在其中公钥的密文仅存有于飞地中，公匙做为返回值，回到给运用出示方。
• 部署进行以后，运用出示方根据TEE硬件设备出示的飞地准确测量插口，对已部署的可信执行程序做一个总体准确测量，转化成的准确测量汇报包括一系列部署后的软硬件特性和运行内存中编码的hash值。
• 运用出示方将上一步造成的准确测量汇报，发给远程控制硬件认证，并恳求对早已部署的可信执行程序开展验证，验证可信执行程序二进制数据信息的确是在未被破译的TEE物理学硬件设备上部署取得成功，验证根据以后，会对准确测量汇报开展签字。

可信执行程序启用

• 客户从运用出示方得到 附加远程控制硬件认证签字的可信执行程序准确测量汇报，认证其签字的实效性。
• 验证根据以后，客户应用可信执行程序在部署环节转化成的公匙，对启用的需要的主要参数开展数据加密，并能够 可选择性地额外一个返回值数据加密密匙，用于启用結果的保密回到。
• 客户将数据加密后的启用主要参数，发给TEE硬件设备，在飞地的防护软件环境中，可信执行程序用部署环节转化成的公钥，将保密主要参数破译成密文，并进行承诺的测算，回到結果。
• 除开立即回到結果密文，可信执行程序还可以应用启用主要参数中额外的返回值数据加密密匙对結果开展数据加密，随后以保密的方式回到結果，保证 結果仅有客户才可以破译。
• 客户能够 酌情考虑在具体启用的前后左右，恳求TEE硬件设备对飞地已部署中的可信执行程序开展新一轮准确测量，并联络远程控制硬件认证得到 全新的验证結果。

从客户的角度看来，之上应用TEE的全过程能够 进一步简单化成下列三个流程：

1. 得到 可信执行程序的公匙，对启用主要参数数据加密。
2. 将数据加密后的保密主要参数，发给可信执行程序。
3. 等候可信执行程序在TEE建立的飞地中对主要参数破译、执行程序逻辑性、回到結果。

假如服务平台服务提供商可以出示前两个阶段的规范化服务项目，运用开发人员只需关心本身业务流程的开发设计就可以。因而，TEE的应用程序开发和业务流程兼容全过程，非常直接高效率。

可是，做为搭建个人隐私保护解决方法中的一类关键技术，假如TEE只有考虑多功能性要求是还不够的，重要也要看是不是可以另外考虑安全系数和别的非多功能性业务流程要求。TEE在这种层面主要表现怎样？我们在下一节风险性公布中，对于此事一一进行。

3.TEE风险性公布

TEE将确保数据信息计算全过程中的安全保密性和抗伪造性问题归约到确保TEE硬件设备本身的安全系数难题上。这一设计方案是把双刃刀，在出示出色计划方案实用性的另外，难以避免地对安全系数和易用性导致大危害。

安全系数风险性

客户应用TEE的全过程，看起来直接高效率，但其安全系数和隐私保护确保，与前两个阶段——TEE硬件设备申请注册和可信执行程序部署的实效性紧密联系。

构想一下，假如一个网络攻击根据被破译的TEE硬件设备出示了一个服务项目插口，而客户不知道，应用了被网络攻击操纵的公匙来数据加密隐私保护数据信息，那麼针对客户来讲，是沒有一切隐私保护可谈的。

这就产生了一个很有挑戰的难题，客户怎样才可以知情人？

解释这一难题的重要，取决于了解验证全过程为何合理：

• 申请注册环节验证了TEE硬件设备是真正物理学硬件（在远程控制硬件认证的授权管理中），且未被破译（没有远程控制硬件认证的信用黑名单中）。
• 部署环节验证了可信执行程序的确在根据远程控制硬件认证验证的TEE硬件设备中完成了部署，且编码和部署的主要参数与承诺的一致。

除了TEE硬件设备的设计方案和生产制造缺点，这两个阶段的实效性非常大水平上依靠远程控制硬件认证是不是诚信、是不是被破译、是不是有全新的信用黑名单信息内容。因为这一服务项目一般 由硬件生产商或是服务平台服务商出示，因而产生一个去中心化的信赖难题。

这就是一层面的风险性，客户务坚信硬件生产商和服务平台服务商的信誉度。

就算硬件生产商和服务平台服务商无法执行承诺，乃至可靠程序执行压根沒有在TEE硬件设备中实行，客户全是没法认知。

究竟由哪一方来出示这一去中心化的信赖服务项目？针对须多方面公平合作的情景，就引进了一个十分实际的信赖难题。

好几个另外出示TEE可靠硬件处理方案的服务平台服务商，假如她们中间须根据TEE开展多方面数据信息协作，将会出現的状况是：

• 远程控制硬件认证不容易由这种参加数据传输的服务平台服务商中的随意一个来出示，只是须另择一个沒有商业服务利益输送的可靠三方，假如找不着，业务流程就将会没法进行。

二层面，TEE硬件设备的设计方案和加工过程中也免不了有安全性缺点。

因为这一技术性相对性较新，因此 早期网络攻击对其认知度都不高。但伴随着隐私保护的业务流程要求日趋内心，众多业务流程方案面世，自2017刚开始，有关安全性缺点相继给出。在国际性系统漏洞数据库查询CVE（CommonVulnerabilitiesandExposures）中，绝大多数TEE有关的硬件系统漏洞都和当地物理学浏览有关，将会导致密匙泄漏、数据泄漏、管理权限提高等难题。

近期非常值得关心的有CacheOut和SGAxe进攻（系统漏洞鉴别号CVE-2020-0549）。

这种己知的硬件系统漏洞对根据TEE服务平台服务商的自律意识明确提出了高些的规定。

三层面，TEE一旦曝出新的安全隐患，将会无法立即修补。

其缘故关键将会有下列三个要素：

• 没法升級的硬件控制模块：尽管能够 根据升級固定件的方式对绝大多数信息论优化算法开展升級，但针对在其中的一些特性关乎的重要控制模块却将会没法根据软件更新，只有更换硬件。较为典型性的事例有运行内存数据加密（MEE，MemoryEncryptionEngine）硬件控制模块，现阶段流行的硬件完成是128位安全性长短的信息论优化算法，对比现阶段手机软件优化算法完成中广泛的256位安全性长短，其抗暴力破解密码的安全系数弱了许多 。
• 假如该类控制模块出現安全隐患，短期内内沒有新的硬件商品更换或是好的手机软件衔接修补方案，那原来的方案就只有曝露在相匹配的安全隐患之中。应对将会问世的量子计算机，目前TEE硬件设备中干固的非抗量子科技硬件优化算法控制模块，将会会遭遇比较显著的安全隐患。
• 硬件进出口贸易限定：现阶段关键的TEE生产商全是国外集成ic生产商，假如进出口贸易关联产生恶变，就算全新的TEE硬件设备早已修补了安全系数难题，也将会由于进出口贸易限定，而没法获得立即的修补。
• 硬件更换实际操作成本费昂贵：假如须规模性更换物理学硬件设备，其综合性成本费将远超规模性更换手机软件完成。

除开之上硬件系统漏洞以外，TEE也有许多 网络安全问题源于官方网配套设施的SDK手机软件。因此 ，就算硬件沒有缺点，假如两者之间配套设施的手机软件部件出現网络安全问题，或是配备数据信息无法立即的升级（如己知被破译TEE硬件设备信用黑名单），也会比较严重地危害TEE的安全系数。

因此 不可以简易地觉得，要是程序流程在TEE硬件设备中实行，数据信息一定是安全性的。

易用性风险性

除开安全系数风险性以外，根据TEE隐私保护方案也有将会碰到易用性风险性。

其关键缘故是，TEE方案的黑盒设计方案一般 会限制隐私保护数据信息有关的密匙只有在一个TEE硬件设备中应用，并且这种密匙不可以离去这一设备。这在一定水平上确保了密匙的安全性，但另外带了易用性难点。

这类状况下，假如这一个TEE硬件设备产生毁坏或关闭电源，那相匹配的数据信息是否都不能用了？

回答肯定是不能用，这针对须可扩展性的大数据平台类业务流程通常是无法接纳的。

针对这一易用性难题，能够 根据应用门限信息论方案（参照上一论）开展一定水平上的减轻，但不可以从源头上解决困难。因此 在具体方案设计方案中，通常须引进一个外界密钥管理服务项目，用以密匙的备份数据和再派发，那样就与TEE提倡的密匙从来不离去硬件设备的核心理念造成了分歧。

不难看出，以便维持系统软件可扩展性，TEE的安全系数将会会被进一步减少。、

尽管在一定水平上，TEE依然能确保程序运行全过程中不被伪造，但针对数据信息安全保密性的维护就弱了许多。理论上看来，应用外界密钥管理服务项目的TEE方案，与纯手机软件隐私保护方案差不多，沒有一切相对性优点。

融合以前提及的，TEE的实效性务依靠去中心化的远程控制硬件认证，假如该认证无法做好本职工作，那根据TEE隐私保护方案针对程序运行全过程中抗伪造性也没法确保。

在这种不利因素下，就算应用了TEE硬件设备，其隐私保护实际效果与纯手机软件方案都没有很大区别，并且做为终端产品用户的顾客也无法认证TEE是不是真实充分发挥了需有的功效。

如果我们考虑到将会出現的烂状况，信赖由外部服务平台服务商出示根据TEE的隐私保护方案，具体的信任基本通常是该服务平台服务商的信誉度，而不是TEE硬件设备和有关技术性自身。

更是：安全性硬件黑盒难证实，隐私保护风险性干固易溃堤！

TEE相对性還是较为年青的技术性，对比早已发展趋势了几十年的现代密码学，其成熟情况尚需提高。文中对根据TEE的隐私保护方案中的关键技术开展进行，并对其有关风险性开展了比较全方位的公布，并不是想表明该技术性欠缺使用价值。正好相反，隐私保护做为一项多方位的自动化控制，搭建安全性能用的隐私保护技术性方案须融合多种的技术性，TEE做为在其中一类关键的安全性结构加固专用工具，能够 用于加强个人信息保护的实际效果。

这儿须需注意的是，TEE在干固安全性特点的另外，也干固了各种隐私保护风险性。做为设计方案上的选择，TEE通过引进去中心化的可靠硬件实行环境认证管理体系，提升了此类技术性方案对各种业务流程要求的兼容性，但此外，对比纯手机软件信息论方案，也引进了更强的安全性假定，减弱了安全系数和易用性。

假如隐私保护方案的安全系数仅仅依靠TEE的硬件特点，客户不仅要坚信硬件生产商，还须坚信别的由服务平台服务商出示的一系列去中心化软硬件配套设施服务项目，因而在所难免遭遇明显的安全系数和易用性风险性。并且，一旦风险性产生，有可能无法在短期内内修补，客户也难以有一定的认知。

这种风险性针对业务流程智能化时尚潮流中提倡的公平公正、对等商业合作方式而言，将产生很大的挑戰。假如TEE方案出示的“数据信息能用不由此可见”实际效果仅限客户中间，服务平台服务商依然有工作能力见到这种隐私保护数据信息，那将大大的严厉打击做为数据信息推动者的客户积开展协作的主观因素，相匹配的运营模式自主创新和产业链运用落地式也将遭遇摩擦阻力。作为隐私保护方案设计开发者，充分了解以上技术风险和商业顾虑，是用好TEE的重要前提。

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