論文の概要: More Granular, Less Trust: Enforcing Intra-Process Isolation with Arm CCA in an Untrusted Management Environment
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.20584v1
- Date: Thu, 20 Aug 2026 21:42:16 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-24 14:49:32.255504
- Title: More Granular, Less Trust: Enforcing Intra-Process Isolation with Arm CCA in an Untrusted Management Environment
- Title(参考訳): よりグラニュラーで少ない信頼:信頼できない管理環境におけるArm CCAによるプロセス内隔離
- Abstract要約: CCAegisはArm Confidential Compute Architecture(CCA)を拡張して、機密データと操作をプロセス内で分離するシステムである。
CCAegisは、実際の暗号化ワークロードのオリジナルバージョンと比較して1.01xから1.43倍のパフォーマンスオーバーヘッドがあるため、センシティブなデータや操作を効果的に分離する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 15.118579654055603
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: With the increasing adoption of confidential computing, security-sensitive applications are often deployed in confidential virtual machines (CVMs), which reduce reliance on third-party cloud providers. However, privilege attacks originating from the OS remain a significant threat in these environments. Existing finer-grained isolation schemes, such as SHELTER, provide process-level protection but are still vulnerable to intraprocess attacks and potential collusion between the OS and intra-process adversaries. Many current intra-process isolation techniques continue to depend on the OS to manage and enforce isolation domains, leading to a large Trusted Computing Base (TCB). This gap highlights the need for more granular, less trust-dependent confidential computing solutions. In this paper, we present CCAegis, a system that extends the Arm Confidential Compute Architecture (CCA) to enforce intra-process isolation of sensitive data and operations, safeguarding them from both intraprocess adversaries and the OS. We employ static analysis to track the flow of sensitive data and identify functions that handle such data. Permission-switching instructions are inserted at the function call and return points, adjusting permissions via the Granule Protection Table (GPT) to ensure that only designated functions can access the isolated data. Notably, CCAegis places trust solely in the Secure Monitor, which configures the GPTs and manages domain switching, thereby minimizing the TCB. We implemented CCAegis on both an official emulator and a real development board to assess its performance. Our experimental results show that CCAegis effectively isolates sensitive data and operations, with performance overheads ranging from 1.01x to 1.43x compared to the original version across real-world cryptographic workloads.
- Abstract(参考訳): 機密コンピューティングの普及に伴い、セキュリティに敏感なアプリケーションは機密仮想マシン(CVM)にデプロイされることが多く、サードパーティのクラウドプロバイダへの依存度が低下する。
しかし、OSから派生した特権攻撃は、これらの環境において重大な脅威である。
SHELTERのような既存のよりきめ細かい分離方式は、プロセスレベルの保護を提供するが、依然としてプロセス内攻撃やOSとプロセス内敵間の潜在的な衝突に対して脆弱である。
現在のプロセス内分離技術の多くは、分離ドメインの管理と強制をOSに依存しているため、大規模なTrusted Computing Base (TCB) に繋がる。
このギャップは、よりきめ細やかな、信頼性の低い機密計算ソリューションの必要性を浮き彫りにする。
本稿では,Arm Confidential Compute Architecture(CCA)を拡張して,機密データや操作をプロセス内隔離し,プロセス内敵とOSの両方から保護するシステムであるCCAegisを提案する。
静的解析を用いて、機密データの流れを追跡し、そのようなデータを扱う関数を特定する。
命令切替命令は関数呼び出しと返却ポイントに挿入され、グラニュル保護テーブル(GPT)を介して許可を調整することで、指定された関数だけが孤立したデータにアクセスできるようにする。
特に、CCAegisは、GPTを設定し、ドメインスイッチを管理するSecure Monitorのみを信頼し、TCBを最小化する。
我々は、公式エミュレータと実際の開発ボードの両方にCCAegisを実装し、その性能を評価した。
実験の結果、CCAegisは、実世界の暗号処理のオリジナルバージョンと比較して1.01xから1.43倍のパフォーマンスオーバーヘッドで、センシティブなデータや操作を効果的に分離していることがわかった。
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