Intel SGX Developer Reference 学习笔记（一）

学习笔记（一）"/>

Intel SGX Developer Reference 学习笔记（一）

 在这之前，一直想学习关于SGX实操性的、应用相关的内容，我浏览了相关资料，总觉得跟不上那些作者的脚步，学到的都是些零零碎碎的知识，收获都不是很大，一边阅读还在一边质疑资料的可读性，所以我决定返朴归真，静下心来好好看一看官网的手册，并作一些笔记方便自己的日后学习，如果能帮助到别人，那就更好了。
手册下载地址： Intel® Software Guard Extensions (Intel® SGX) SDK for Linux* OS

后续sgx笔记： Intel® SGX 手册.

Intruduction

 Intel为想要加强应用程序安全性的软件开发者提供了Intel Software Guard Extensions（Intel SGX）SDK的开发人员参考。

 Intel SGX SDK是一个API、样例源代码、库以及工具的集合，使软件开发者能够使用C/C++语言去写与调试SGX应用程序。
 Intel SGX技术仅适用于第6代Intel®Core™处理器或更新版本。

Overview

 Intel SGX是一种Intel技术，他的目标是实现高级机密保护。它通过分配数据和代码所在的硬件保护内存来执行。受保护的内存区域称为enclave，enclave内存中的数据只能由也驻留在enclave内存空间的代码访问，Enclave代码可以通过特殊的指令调用。在Linux操作系统上，enclave可以作为共享对象被创建和加载。
 Intel SGX技术在受保护的内存大小上有硬性限制，通常为64MB或128MB；因此，内存中active enclave的数量也被有所限制。依据每个enclave的内存占用，用例建立可以有5-20个enclave同时驻留在内存中；然而，Linux可以通过分页来增加受保护的内存大小。

Properties

 SGX提供保护，以防软件攻击：

• 无论当前权限级别和CPU模式如何，enclave内存都不能被外部的enclave读写。在这种情况下，返回终止页；
• 使用debug属性创建的enclave允许调试器查看其内容，没有debug属性的enclave不能被软件和硬件调试器调试；
• enclave环境不能通过经典的函数调用、跳转、寄存器操作或栈操作进入。调用enclave函数的唯一方法是通过执行多个保护检查的新指令。enclave代码向enclave内的函数发起经典调用是被允许的；
• 执行enclave代码时，CPU模式只能为32或64位，不支持其他CPU模式，否则会发生异常。

 SGX提供保护，以防已知的硬件攻击：

• enclave内存使用具有 重放 保护的行业标准加密算法进行加密；

• 如果打开内存 或将DRAM模块 连接到其他系统，也只能访问加密的数据；
  原因：Enclave 中的代码、数据和 TCS 等在运行过程中始终被加密存储在内存中.处理器缓存(cache)中的数据在写到内存之前,处理器中的内存加密单元(memory encryption engine,简称 MEE)会对其进行加密,因此操作系统无法直接获取 EPC 中的内容。
• 内存加密密钥在每次重新启动随机改变(例如，boot开机/sleep休眠/hibernate休眠)。密钥存储在CPU中，无法访问。
• SGX不是为处理测信道攻击 ^? 和反向工程 ^? 而设计的，SGX开发者自行构建enclave，以抵抗这些类型的攻击。

 Intel SGX使用了强大的工业标准算法签名enclave，一个enclave的签名表征了enclave在创建时的内容和布局，如果根据签名，enclave的内容和布局不正确，则enclave无法初始化、进而无法执行。如果一个enclave可以被初始化，那么enclave应该与初始时enclave相同，且在运行时不会被修改。

Application Design Considerations

 Intel SGX应用程序设计与非Intel SGX应用程序不同，因为它需要将应用程序划分为两个逻辑组件：

• 可信组件。访问secret的代码位于此处，这个组件叫做enclave，一个应用程序可以存放多个enclave；
• 不可信组件。应用程序的其余部分，包括其所有模块；

 为了减少的安全漏洞的产生，应使可信部分尽量小，建议enclave的功能只是对秘密数据进行操作。
 enclave代码可以离开受保护的内存区域和在不可信任的区域调用函数（通过特别的命令），减少enclave对不可信区域的依赖性可以加强对抵御可能攻击的保护。 ^?
  采用上述设计考虑，将提高防护效果，因为我们将攻击面最小化。
 作为一个开发者，治理Intel SGX项目的第一步就必须重新设计和重构应用程序以符合这些准则。通过隔离访问私密数据的数据模块，紧接着移动这些模块到一个单独的包/库。教程部分详细介绍了如何创建这样的enclave。

Terminology and Acronyms 术语和缩写词