論文の概要: Building Your Own Trusted Execution Environments Using FPGA
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.04214v3
- Date: Sat, 11 May 2024 02:12:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-15 02:11:16.625842
- Title: Building Your Own Trusted Execution Environments Using FPGA
- Title（参考訳）: FPGAを使って自分自身の信頼できる実行環境を構築する
- Authors: Md Armanuzzaman, Ahmad-Reza Sadeghi, Ziming Zhao,
- Abstract要約: BYOTee(Build Your Own Trusted Execution Environments)は、複数のセキュアなエンクレーブを構築するための、使いやすいインフラである。
BYOTeeは、FPGAの要求に応じて、ソフトコアCPU、ブロックRAM、周辺接続を含むカスタマイズされたハードウェアTCBでエンクレーブを作成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 16.206300249987354
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In recent years, we have witnessed unprecedented growth in using hardware-assisted Trusted Execution Environments (TEE) or enclaves to protect sensitive code and data on commodity devices thanks to new hardware security features, such as Intel SGX and Arm TrustZone. Even though the proprietary TEEs bring many benefits, they have been criticized for lack of transparency, vulnerabilities, and various restrictions. For example, existing TEEs only provide a static and fixed hardware Trusted Computing Base (TCB), which cannot be customized for different applications. Existing TEEs time-share a processor core with the Rich Execution Environment (REE), making execution less efficient and vulnerable to cache side-channel attacks. Moreover, TrustZone lacks hardware support for multiple TEEs, remote attestation, and memory encryption. In this paper, we present BYOTee (Build Your Own Trusted Execution Environments), which is an easy-to-use infrastructure for building multiple equally secure enclaves by utilizing commodity Field Programmable Gate Arrays (FPGA) devices. BYOTee creates enclaves with customized hardware TCBs, which include softcore CPUs, block RAMs, and peripheral connections, in FPGA on demand. Additionally, BYOTee provides mechanisms to attest the integrity of the customized enclaves' hardware and software stacks, including bitstream, firmware, and the Security-Sensitive Applications (SSA) along with their inputs and outputs to remote verifiers. We implement a BYOTee system for the Xilinx System-on-Chip (SoC) FPGA. The evaluations on the low-end Zynq-7000 system for four SSAs and 12 benchmark applications demonstrate the usage, security, effectiveness, and performance of the BYOTee framework.
- Abstract（参考訳）: 近年では、Intel SGXやArm TrustZoneといった新しいハードウェアセキュリティ機能のおかげで、ハードウェア支援のTrusted Execution Environments(TEE)やエンクレーブを使用して、コモディティデバイス上の機密コードやデータを保護するという前例のない成長を目の当たりにしています。
プロプライエタリなTEEには多くのメリットがあるが、透明性や脆弱性、さまざまな制限が欠如しているとして批判されている。
例えば、既存のTEEは静的で固定されたハードウェアTrusted Computing Base(TCB)のみを提供しており、異なるアプリケーション用にカスタマイズできない。
既存のTEEはRich Execution Environment (REE)とプロセッサコアをタイムシェアしているため、実行は効率が悪く、キャッシュサイドチャネル攻撃に対して脆弱である。
さらにTrustZoneには、複数のTEE、リモート認証、メモリ暗号化のためのハードウェアサポートがない。
本稿では,コモディティフィールドプログラム可能なゲートアレー(FPGA)デバイスを利用して,複数のセキュアなエンクレーブを構築するための,使いやすいインフラであるBYOTee(Build Your Own Trusted Execution Environments)を提案する。
BYOTeeは、FPGAの要求に応じて、ソフトコアCPU、ブロックRAM、周辺接続を含むカスタマイズされたハードウェアTCBでエンクレーブを作成する。
さらに、BYOTeeは、ビットストリーム、ファームウェア、SSA(Security-Sensitive Applications)を含むカスタマイズされたエンクレーブのハードウェアおよびソフトウェアスタックの整合性を証明し、その入力と出力をリモート検証器に出力するメカニズムを提供する。
我々は Xilinx System-on-Chip (SoC) FPGA 用の BYOTee システムを実装した。
4つのSSAおよび12のベンチマークアプリケーションに対するローエンドのZynq-7000システムの評価は、BYOTeeフレームワークの使用、セキュリティ、有効性、性能を示している。
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