信頼できる実行環境とは何かを学ぶ

信頼できる実行環境(TEE)とは

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データは現代社会において重要な資源であり、科学技術の進歩や経済発展の強力な原動力でもあります。 しかし、データの流通と活用には、データ漏洩、データの改ざん、データの悪用など、多くのセキュリティリスクと課題もあります。 プライバシー保護コンピューティングは、この問題を解決する技術の1つであり、マルチパーティセキュアコンピューティング、フェデレーテッドラーニング、トラステッドエグゼキューション環境(TEE)の3つの主流技術パスがあり、その中でTEEはプライバシーセキュリティとパフォーマンスの利点を兼ね備えた唯一の技術です。

TEEはTrusted Execution Environmentの略で、コンピューティング機能とストレージ機能を備えた独立した処理環境であり、セキュリティと整合性の保護を提供できます。 基本原則は、機密データにはハードウェア内の分離されたメモリの別の部分が割り当てられ、そこで機密データのすべての計算が行われ、この分離されたメモリ内の情報は、許可されたインターフェイスを除いてハードウェアの他の部分からアクセスできないということです。

TEE 自体が攻撃されたり改ざんされたりしないようにする方法

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TEE 自体のセキュリティは、ハードウェアの分離と認証のメカニズム、およびソフトウェアの仕様と認証のメカニズムに基づいています。 具体的には、TEE は、次の方法で攻撃や改ざんから保護できます。

ハードウェアの分離: TEE は、通常のオペレーティング システム (Rich OS) とは別のハードウェア環境で実行され、独立したメモリ空間とプロセッサ モードを備えているため、Rich OS やその他のマルウェアが TEE 内のデータやコードにアクセスしたり、変更したりするのを防ぎます。 TEE は、Intel の SGX2 などのハードウェア仮想化テクノロジを活用して、機密データの暗号化、復号化、計算、およびその他の操作を実行できる安全な実行領域を作成することもできます。 ハードウェア検証: TEE は、TEE の信頼のルートを検証することで、TEE の整合性と正確性を確保するために、起動時にセキュア ブート プロセスを実行します。 TEE は、ハードウェアに裏打ちされた信頼できるメトリックと信頼できる構成証明メカニズムを利用して、TEE の ID と状態をサードパーティに証明し、TEE で実行されているアプリケーションの正当性と信頼性を証明することもできます。

ソフトウェア仕様:TEEは、GlobalPlatformが策定したTEEシステムアーキテクチャとインターフェース仕様、UnionPayが発行したTEEI仕様など、いくつかの国際的または国内の標準仕様に準拠しています。 これらの仕様は、TEE がさまざまなアプリケーション シナリオのセキュリティ要件を満たし、TEE の相互運用性と互換性を向上させることができるように、TEE の機能、パフォーマンス、およびセキュリティに関する要件とガイダンスを提示しています。 ソフトウェア認定: TEE 自体、および TEE で実行されるアプリケーションは、セキュリティの脆弱性や悪意のあるコードがないことを保証するために、一定レベルの認定を受ける必要があります。 また、TEE には、アプリケーションのインストール、更新、削除、およびその他の操作を制御し、改ざんや偽造を防ぐためにアプリケーションに署名して暗号化するための信頼できる管理メカニズムも必要です。

現在、TEE技術にはある程度の進歩と成果があり、世界をリードするコンピューティングチップ企業はTEEアーキテクチャソリューションを大規模に商品化しており**、国内の主流チップメーカーも2019年頃にTEEの実装と革新に参加し始めています。 しかし、ハードウェアのコスト、互換性、スケーラビリティ、標準化など、いくつかの課題や問題に直面しています。

将来的には、TEEテクノロジーは、変化するセキュリティ要件とアプリケーションシナリオに適応するために、継続的に革新および改善する必要があります。 同時に、TEEテクノロジーは、より効率的で強力かつ柔軟なプライバシー保護コンピューティング機能を実現するために、他のプライバシー保護コンピューティングテクノロジーと効果的に統合および連携する必要があります。