論文の概要: Ringmaster: How to juggle high-throughput host OS system calls from TrustZone TEEs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.16448v1
- Date: Fri, 23 Jan 2026 05:01:45 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-26 14:27:27.544761
- Title: Ringmaster: How to juggle high-throughput host OS system calls from TrustZone TEEs
- Title（参考訳）: Ringmaster: TrustZone TEEから高スループットのホストOSシステムコールをジャグリングする方法
- Authors: Richard Habeeb, Man-Ki Yoon, Hao Chen Zhong Shao,
- Abstract要約: 多くの安全クリティカルシステムは、潜在的な安全性の危険を避けるために、センサー入力をタイムリーに処理する必要がある。
悪意のある当事者が監督特権を取得すれば、タイムセンシティブなプログラムへのサービス提供を拒否することで、現実世界に損害を与える可能性がある。
Ringmasterは、エンクレーブやTEEがリッチだが信頼できないOSサービスにアクセスできるようにする新しいフレームワークです。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.44350940919999254
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Many safety-critical systems require timely processing of sensor inputs to avoid potential safety hazards. Additionally, to support useful application features, such systems increasingly have a large rich operating system (OS) at the cost of potential security bugs. Thus, if a malicious party gains supervisor privileges, they could cause real-world damage by denying service to time-sensitive programs. Many past approaches to this problem completely isolate time-sensitive programs with a hypervisor; however, this prevents the programs from accessing useful OS services We introduce Ringmaster, a novel framework that enables enclaves or TEEs (Trusted Execution Environments) to asynchronously access rich, but potentially untrusted, OS services via Linux's io_uring. When service is denied by the untrusted OS, enclaves continue to operate on Ringmaster's minimal ARM TrustZone kernel with access to small, critical device drivers. This approach balances the need for secure, time-sensitive processing with the convenience of rich OS services. Additionally, Ringmaster supports large unmodified programs as enclaves, offering lower overhead compared to existing systems. We demonstrate how Ringmaster helps us build a working highly-secure system with minimal engineering. In our experiments with an unmanned aerial vehicle, Ringmaster achieved nearly 1GiB/sec of data into enclave on a Raspberry Pi4b, 0-3% throughput overhead compared to non-enclave tasks.
- Abstract（参考訳）: 多くの安全クリティカルシステムは、潜在的な安全性の危険を避けるために、センサー入力をタイムリーに処理する必要がある。
さらに、有用なアプリケーション機能をサポートするために、このようなシステムにはセキュリティ上のバグの可能性があるため、大きなリッチOS(OS)がある。
したがって、悪意ある当事者が監督特権を取得すれば、タイムセンシティブなプログラムへのサービスを拒否することで、現実世界の損害を生ずる可能性がある。
この問題に対する過去の多くのアプローチは、ハイパーバイザによるタイムセンシティブなプログラムを完全に分離していましたが、それによってプログラムが有用なOSサービスにアクセスできなくなりました。 エンクレーブやTEE(Trusted Execution Environments)が、Linuxのio_uringを介して、リッチで、そして、潜在的に信頼できないOSサービスに非同期アクセスできるようにする新しいフレームワークであるRingmasterを紹介します。
サービスが信頼できないOSによって拒否されると、エンクレーブは小型でクリティカルなデバイスドライバにアクセスすることなく、Ringmasterの最小限のARM TrustZoneカーネル上で動作し続ける。
このアプローチは、セキュアで時間に敏感な処理とリッチOSサービスの利便性のバランスをとる。
さらに、Ringmasterは大きな未修正プログラムをエンクレーブとしてサポートしており、既存のシステムに比べてオーバーヘッドが低い。
我々は、Ringmasterが最小限のエンジニアリングで動くセキュアなシステムを構築するのにどのように役立つかを実証する。
無人航空機での実験では、RingmasterはRaspberry Pi4b上で1GiB/secのデータをエンクレーブし、非エンクレーブタスクに比べて0-3%のスループットを達成しました。
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