SPM:SGX可信进程安全迁移方案

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近年来,随着云计算技术的快速发展,云计算也不可避免的产生了很多安全问题,如何在不可信的云环境中,为云租户提供安全可信的云服务,成为了学术界和工业界关注的热点问题。Intel公司基于可信计算思想,于2013年提出了软件保护扩展技术,即SGX。该技术可以在用户空间创建一个可信的执行环境Enclave,通过严格的内存隔离和访问控制机制,保证只有Enclave内部代码才能访问该可信环境中资源,其他软件(即便是特权软件)也不允许对该区域进行访问,进而为Enclave实例提供机密性和完整性保护,使其免受恶意软件攻击。同时,在云环境下,为了实现各计算节点之间的负载均衡、提高资源利用率、提高容错率,需要动态迁移技术的支持。因此研究Enclave的迁移,对于在云中构建可迁移的可信云服务具有重要意义。而如何对可信执行环境Enclave进行迁移,目前的工作则很少。我们的研究从SGX进程迁移展开,通过对传统进程迁移策略进行研究,利用检查点/恢复机制,结合开源软件CRIU,设计了一套SGX进程保存和恢复策略;同时利用SGX基于处理器硬件的身份认证和非易失数据的密封保存功能,提出了 SGX进程的安全迁移模型SPM,并结合现有的安全问题对SPM方案的安全性进行了分析。最后通过实验验证,我们的SPM方案可以成功对SGX进程进行迁移,并且在迁移过程中,进程信息的转储和通信传输时均不会泄露可信区中的敏感信息。在性能开销方面,SPM带来的时间损耗为毫秒级,可以忽略不计。
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