論文の概要: Securing Filesystems for Confidential Computing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.19924v1
• Date: Thu, 20 Aug 2026 11:41:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-21 20:28:51.556832
• Title: Securing Filesystems for Confidential Computing
• Title（参考訳）: 機密情報処理のためのファイルシステムのセキュア化
• Abstract要約: 信頼された実行環境(TEE)内のアプリケーションを保護する信頼計算 ディスク暗号化であっても、悪意のあるクラウドプロバイダは、ロールバック、リプレイ、フォーク、ディスクステートの改ざんを行うことができる。 私たちはSecret-Computing threat modelにおける、エンドツーエンドの整合性と永続ストレージの鮮度を提供するPOSIX準拠のShieldFSを紹介します。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.044530583186265
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Confidential computing protects applications inside Trusted Execution Environments (TEEs), but it leaves storage vulnerable. Even with disk encryption, a malicious cloud provider can roll back, replay, fork, or tamper with disk state, breaking the integrity and freshness guarantees required by stateful applications. Existing solutions either assume trusted storage, incur high overheads, or push integrity logic into applications. We present ShieldFS, a POSIX-compliant filesystem that provides end-to-end integrity and freshness for persistent storage in the confidential-computing threat model without requiring application changes. ShieldFS represents permissible filesystem states using succinct cryptographic commitments, maintained inside TEEs and replicated in a lightweight trusted registry. On-disk data structures, including a write-ahead log and a storage pool, are authenticated using hash chains and an embedded Merkle tree. ShieldFS utilizes transactions and copy-on-write to update persistent filesystem state and commitments atomically. The commitments are verified during reads, ensuring that rollback, replay, and equivocation attacks are detected even when the entire I/O stack is untrusted. We implement the design by extending ZFS, yielding ShieldZFS. Evaluation with standard filesystem benchmarks and real-world workloads shows that ShieldZFS provides strong integrity and freshness guarantees with performance comparable to state-of-the-art filesystems.
• Abstract（参考訳）: 信頼できるコンピューティングは、Trusted Execution Environments(TEEs)内のアプリケーションを保護するが、ストレージの脆弱性は残る。 ディスク暗号化であっても、悪意のあるクラウドプロバイダは、ディスクステートをロールバック、リプレイ、フォーク、タンパーし、ステートフルなアプリケーションに必要な整合性と鮮度を保証することができる。 既存のソリューションは、信頼できるストレージを前提とするか、高いオーバーヘッドを発生させるか、整合性ロジックをアプリケーションにプッシュするかのいずれかである。 ShieldFSはPOSIXに準拠したファイルシステムで、アプリケーションの変更を必要とせず、機密計算の脅威モデルにおける永続的なストレージに対して、エンドツーエンドの整合性と鮮度を提供する。 ShieldFSは、簡潔な暗号化コミットメントを使用して許容可能なファイルシステム状態を表し、TEEの内部に保持され、軽量な信頼できるレジストリで複製される。 書き込みアヘッドログとストレージプールを含むオンディスクデータ構造は、ハッシュチェーンと組み込みのMerkleツリーを使用して認証される。 ShieldFSはトランザクションとコピー・オン・ライトを使用して、永続ファイルシステムの状態とコミットをアトミックに更新する。 コミットは読み込み中に検証され、ロールバック、リプレイ、イコール攻撃が全I/Oスタックが信頼できない場合でも検出される。 設計はZFSを拡張し、ShieldZFSを生成する。 標準的なファイルシステムベンチマークと実世界のワークロードによる評価は、ShieldZFSが、最先端のファイルシステムに匹敵するパフォーマンスで、強力な整合性とフレッシュネスの保証を提供することを示している。

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