摘要：基于可信硬件构建安全关键应用的可信执行环境(TEE),是嵌入式安全领域的一个研究热点。虽然底层硬件可信,但TEE软件仍可能因错误使用硬件指令或存在其他安全漏洞而导致机密信息泄露。该文基于ARM trustzone技术提出了多层次的TEE架构,并建立了安全通信通道,用户层可信应用不能直接访问非可信环境的软硬件资源,只能通过内核层的安全通信通道API与外界通信,因此整个TEE的信息流不再受用户层影响。该文进一步提出了TEE形式化模型(TEEFM),借助Coq辅助证明器验证了TEE信息流无干扰性并证明了TEE安全监控模块不存在整型溢出、程序返回地址异常等资源边界类软件漏洞,以此保证了TEE的自身安全性。

摘要：针对嵌入式设备上用户隐私数据缺乏加密保护问题,提出一种trustzone架构下的密钥管理机制。结合PUF技术与用户PIN码生成与设备、用户双关联的用户密钥,保护用户隐私数据的机密性和完整性;同时设计了一种适用于公用嵌入式设备的多用户数据保护场景,提供多用户密钥的生成、存储、更新和销毁方法。最后,描述了基于trustzone密钥管理模块的实现方法,并进行安全性分析与效率测试,实验表明,该机制具有很好的安全性和密钥管理效率。

摘要：针对指纹等生物特征在云环境下存在泄露的安全隐患,以及已有的生物特征认证方案安全性或便利性不足的问题,设计并实现了基于正交分解和trustzone的可信指纹认证终端APP。利用trustzone的硬件隔离机制,在可信执行环境中完成指纹特征提取、指纹模板生成等敏感操作,与普通执行环境中的应用隔离,从而抵挡恶意程序的攻击,保证认证过程的安全性。基于正交分解算法生成的指纹模板在保证可匹配性的同时融合了随机噪声,可以在一定程度上抵挡针对特征模板的攻击,使得指纹模板可以在云环境下存储和传输,解除用户与设备的绑定,提升了生物认证的便利性。实验和理论分析表明,指纹模板的相关性和随机性比原始特征和随机映射算法更高,有更强的安全性;另外时间和存储开销、识别的准确性的实验结果表明,所设计APP兼顾便利性和安全性,满足移动云环境下安全认证的需求。

摘要：随着指纹识别技术在智能终端设备中的大量应用,指纹技术本身的安全问题也日益突出。为增强智能终端指纹识别的安全性,借助于ARM trustzone安全扩展机制,提出了一种基于trustzone的指纹识别安全保障技术和方法,其为指纹识别程序提供了可信执行环境,以保证其执行过程的安全性并防止恶意程序的攻击。同时,对指纹数据和指纹特征模板进行加密,并将密钥存储在受trustzone保护的安全区域中以防止被窃取。此外,还实现了指纹数据的安全传输通道,以进一步确保敏感数据传输过程的安全性。最后,设计并实现了一个原型系统来验证所提技术和方法的有效性,实验结果证明所提出的技术和方法是可行的。

摘要：传统的条件接收系统(CA)的终端认证依赖硬件,当CA终端需要更换系统或者增加新的服务的时候,就必须更换硬件,这需要巨大的资源消耗。可下载的条件接收系统(DCAS)是一种在开放环境的认证授权体系,CA算法和密钥可以动态下载,使得软硬件分离,DCAS终端可以适配不同的DCAS系统,降低了CA的私有性也解除了相应的潜在风险。DCAS终端为DCAS系统的客户端,它可以在不改变硬件的条件下通过下载CA应用来更新自身的CA系统。ARM TrustZ one技术是ARM架构的安全扩展,本文提出了基于TrustZ one技术的DCAS终端设计,介绍了系统的硬件软件结构,分析了其安全认证机制和安全启动流程,综合给出了一个DCAS终端设计方案。

摘要：伴随着物联网技术的发展,嵌入式系统安全防护问题已经成为当前亟需考虑并尝试解决的系统性难题。在比较多种嵌入式系统安全防护手段的基础上,深入剖析了基于硬件虚拟化技术的ARM trustzone安全防护方案的系统组成、工作原理及设计实现要点。详细描述了trustzone-A和trustzone-M 2种技术的区别,并给出了2种技术的适用场景。给出了基于trustzone技术的可信启动流程实现原理,讨论了基于trustzone-A监控模式代码的异常程序检测实现的可行性。最后,结合典型应用场景,设计了基于trustzone-M技术的安全防护方案及安全通信协议实现实例。

摘要：安全是物联网发展面临的最大问题之一,对物联网设备的安全攻击包括通信攻击、物理攻击、软件攻击等多种方式。针对物联网面临的软件攻击威胁,ARM在V8M架构中引入trustzone技术,使M系列架构的处理器支持trustzone技术,实现了硬件层次对抗软件攻击的手段。由于M系列微处理器芯片和A系列应用处理器面向的应用不同,ARM V8M架构的trustzone下和A系列的trustzone技术存在区别。本文介绍ARM V8M架构芯片总线结构以及数据通路,做为基于ARM V8M trustzone技术的芯片设计参考。基于ARM V8M trustzone技术的微处理器芯片架构,芯片中的存储空间分为安全域和非安全域两部分,用IDAU和SAU定义Master发出地址的安全属性,用MPC、PPC等组件保护存储数据和外设资源不被非法访问,实现安全域和非安全域的硬件隔离保护。

摘要：互联网的快速发展带来了用户隐私数据安全等问题,传统的解决方案是对数据进行加密。但由于加密方法存在加密过程中数据容易被泄漏,以及密钥不易存储和管理等问题,因此,针对以上问题,在trustzone技术的基础上,对数据加密密钥生成、存储结构、加密策略、密钥存储、密钥获取进行了设计,解决了加密隐私数据过程中容易出现的安全隐患的问题。最后,在qemu虚拟硬件平台上进行了测试,验证了加密方法的可行性。

摘要：可信技术正在从被动可信度量向着下一代的主动可信监控方向发展,要求TPM/TCM模块有能力主动度量和干预主机系统,传统的TPM/TCM从架构和运行机制等方面都无法满足这种能力.TEE(trusted execution environment)技术提供了可信执行环境和主动访控能力,为构建下一代TPM/TCM提供了基本平台,但还存在系统结构、存储以及通信等多方面挑战.提出了基于ARM平台trustzone机制的TZTCM(trustzone-based trusted cryptography module)方案,通过分核异步系统架构解决TZTCM独立可信运行和主动可信安全监控问题,基于PUF(physical unclonable functions)安全存储机制和基于UUID(universally unique identifier)的TEE安全通信机制,解决了TEE环境下可信平台模块的存储安全和通信安全问题,为设计实现主动可信TPM/TCM给出了理论和实践参考.通过实验验证了所提关键机制的有效性,实验结果表明,TZTCM在密码计算能力上较常见TPM也有很大提升.TZTCM只需要在系统中增加或修改相应的软/固件,除了主动可信监控能力,还具有低成本、高性能、低功耗、易升级等特点,相对传统TPM/TCM具有非常明显的优势.

摘要：可信平台模块(trusted platform module,TPM)采用的直接匿名证明(direct anonymous attestation,DAA)方法实现了对平台身份的匿名远程证明.然而对于具有匿名远程证明高需求的移动平台,目前仍然没有通用高效的DAA解决方案框架.针对上述问题,提出了一种适用于可信移动平台的DAA方案框架,框架充分考虑了移动应用背景,结合若干基于椭圆曲线的DAA(ECC-DAA)方案重新设计,首次提出匿名凭证嵌入和再次获取凭证功能,符合TPM 2.0技术和接口标准规范.给出了基于trustzone安全技术和TPM Emulator实现的可信移动平台体系结构.对4种ECC-DAA方案和3种椭圆曲线进行了对比、实现和分析,实验表明,框架能够良好兼容DAA方案和曲线,具有较高的计算速度.