可信执行环境（Trusted Execution Environment，TEE）

可信执行环境（Trusted Execution Environment，TEE）是一种在计算系统中构建的安全机制。TEE通过硬件技术创建一个安全的环境，确保在其中运行的代码和数据的安全性，防止攻击者访问或篡改。

一、环境特点

1. 硬件隔离：TEE 是通过硬件层面的技术实现与主操作系统和其他应用程序的隔离。这意味着即使主系统受到攻击或被入侵，TEE 中的代码和数据仍能保持安全。
   • 例如，智能手机中的某些支付应用可以在 TEE 中运行，确保用户的支付密码等敏感信息不会被恶意软件获取。
2. 完整性保护：保证在 TEE 中运行的代码和数据的完整性，即未经过授权的修改能够被检测和阻止。
   • 就像在金融交易中，确保交易指令在 TEE 中的完整性，防止被篡改导致交易出错。
3. 机密性保障：只有经过授权的访问才能获取 TEE 中的数据，有效防止敏感信息的泄露。
   • 比如企业的商业机密数据在 TEE 中存储和处理，防止竞争对手获取。
4. 应用场景广泛：适用于多个领域，如移动支付、数字版权保护、物联网设备中的关键数据处理等。
   • 在物联网中，智能家居设备的控制指令在 TEE 中处理，保障家庭安全和隐私。

二、应用场景

可信执行环境（TEE）具有广泛的应用场景：

1. 移动支付

• 保护用户的支付密码、银行卡信息等敏感数据，确保在进行支付操作时的安全性。
• 例如，在手机进行在线支付时，支付相关的验证和处理过程可以在 TEE 中进行，防止恶意软件窃取支付凭证。

2. 数字版权管理

• 对数字内容的版权进行保护，确保只有授权的用户能够访问和使用受版权保护的作品。
• 比如，在视频流媒体服务中，防止未经授权的复制和传播。

3. 身份认证与授权

• 安全存储用户的身份信息，进行可靠的身份验证和授权操作。
• 像手机中的指纹识别数据可以在 TEE 中处理，保证身份认证的安全性。

4. 物联网（IoT）

• 保护物联网设备中的关键配置信息和传感器数据。
• 例如，智能汽车中的自动驾驶关键数据在 TEE 中运行，防止被篡改导致安全事故。

5. 金融服务

• 处理金融交易和风险评估等敏感操作。
• 比如银行的风险评估模型和交易验证逻辑在 TEE 中执行，保障金融交易的安全和准确。

6. 医疗健康

• 存储和处理患者的医疗记录、基因数据等隐私信息。
• 确保医疗数据在传输和使用过程中的保密性和完整性。

7. 企业数据保护

• 保护企业的商业机密、核心算法和重要业务数据。
• 例如，企业的研发数据在 TEE 中处理，防止内部或外部的攻击导致数据泄露。

三、领先企业

可信执行环境（TEE）是一种基于硬件隔离机制构造的独立于系统其他区域的运行环境。

• 蚂蚁链：蚂蚁链联合阿里巴巴达摩院、耶鲁大学、字节跳动在2023年iDASH国际隐私计算大赛可信执行环境赛道获得第一名。其参赛团队已经累计获得了六次冠军，覆盖多方安全计算、机密计算、联邦学习等赛道。蚂蚁链基于硬件可信执行环境（TEE）提供强隐私和高性能的链上数据隐私保护服务，可以对敏感交易数据提供全链路、全生命周期的隐私保护。
• 字节跳动：字节跳动安全研究团队打造的火山引擎Jeddak可信隐私计算平台首批通过了中国信通院可信执行环境基础能力、安全专项、性能专项全部评测。该平台融合了可信执行环境、联邦学习、多方安全计算、差分隐私、同态加密等前沿技术。
• Intel：其推出的SGX是一组CPU指令扩展，能够创造出一个可信执行环境来保护代码和数据，即使使用root权限也无法访问。SGX的实现需要处理器、内存管理部件、BIOS、驱动程序、运行时环境等软硬件协同完成。除了提供内存隔离与保护安全属性，SGX架构还支持远程认证和密封的功能，可用于安全软件应用和交互协议的设计。
• AMD：其开发的安全加密虚拟化（SEV）技术将主存加密功能与现有的AMD-V虚拟化架构相融合，支持加密虚拟机。对虚拟机进行加密不仅可以保护虚拟机免受物理威胁，还可以保护虚拟机免受其他虚拟机甚至虚拟机管理程序本身的攻击。因此，SEV代表了一种新的虚拟化安全范式，特别适用于虚拟机不需要完全信任主机系统的管理程序和管理员的云计算。
• ARM：其推出的ARM CCA（ARM Confidential Compute Architecture）是ARM的新一代机密计算框架，旨在其架构上提供符合机密计算标准的机密计算支持。ARM CCA在TrustZone的基础上引入了一个称为Realm的隔离空间，在这个空间内在代码执行与数据访问方面与正常空间完全隔离，这种隔离性硬件扩展和特殊固件实现的，其中硬件扩展被称为Realm管理扩展（REM），特殊固件则被称为Realm管理监视器（RMM）。
• RISC-V基金会：RISC-V Keystone是一个开源框架，可以让用户像搭积木一样构建自己的可信执行环境（TEE）。TEE是可以在不安全的计算机环境中保护用户的代码和数据的地方。Keystone的设计理念是，通过将隔离机制与资源管理、虚拟化和信任边界的决定解耦，为低成本用例定制铺平道路。Keystone的设计也考虑了安全性，利用硬件原语提供对TEE保证的内置支持，例如安全引导、内存隔离和认证。
  总之，可信执行环境（TEE）为关键代码和数据提供了一个高度安全的运行空间，在当今数字化程度越来越高、信息安全威胁日益严峻的环境下具有重要意义。