可信执行环境(TEE)的定义
可信执行环境(Trusted Execution Environment,TEE)是一种与设备的普通执行环境(REE,Rich Execution Environment)相隔离的安全区域。在现代计算设备(如智能手机、平板电脑、智能卡、服务器等)中,REE 通常运行着操作系统(如 Android、iOS 等)以及各种应用程序,而 TEE 则为特定的应用和数据提供了一个高度安全且受保护的执行空间。这个空间具有独立性,能够防止来自 REE 以及外部的非法访问和攻击。
TEE 的独立性
物理隔离:在硬件层面,TEE 通常有独立的处理器核心、内存区域等物理资源。以某些芯片设计为例,会专门划分一部分硬件资源给 TEE 使用,这些资源与 REE 所使用的资源是分开的。这就好比在一栋大楼里,REE 和 TEE 分别有自己独立的房间,各自使用不同的设施,彼此之间不会相互干扰和影响。
逻辑隔离:除了物理上的隔离,TEE 在逻辑上也与 REE 相互独立。它们有各自的操作系统和运行机制,REE 中的程序无法直接访问 TEE 中的资源和数据。就像两个不同的公司,虽然在同一栋大楼办公,但各自有独立的办公系统和权限管理,一家公司的员工不能随意进入另一家公司的办公区域获取信息。
TEE 的作用
数据保护:TEE 能够对敏感数据进行加密存储和处理。例如,在移动支付场景中,用户的银行卡信息、支付密码等敏感数据可以在 TEE 中进行安全处理,即使设备的操作系统或其他应用程序被攻击,这些敏感数据在 TEE 内依然能得到保护,不会被窃取。
身份验证:提供安全的身份验证机制。像指纹识别、面部识别等生物特征识别数据的处理可以在 TEE 中完成。由于 TEE 的安全性,这些生物特征数据不会被非法获取和篡改,从而保证了身份验证的准确性和可靠性。
代码完整性:确保在 TEE 中运行的代码没有被篡改。通过数字签名等技术,只有经过授权和验证的代码才能在 TEE 中执行,防止恶意代码的注入和执行。
需要 TEE 的原因
数据保护:TEE 能够对敏感数据进行加密存储和处理。例如,在移动支付场景中,用户的银行卡信息、支付密码等敏感数据可以在 TEE 中进行安全处理,即使设备的操作系统或其他应用程序被攻击,这些敏感数据在 TEE 内依然能得到保护,不会被窃取。
满足特定行业的安全需求:金融、医疗、政府等行业对数据安全和隐私保护有极高的要求。例如,在金融交易中,需要确保交易数据的保密性、完整性和可用性,TEE 可以为这些行业的应用提供必要的安全保障。
举例说明
苹果的 Secure Enclave:苹果公司在其 iOS 设备中采用了名为 Secure Enclave 的 TEE 技术。当用户使用 Touch ID(指纹识别)或 Face ID(面部识别)进行解锁或支付时,生物特征数据的处理和验证是在 Secure Enclave 中完成的。即使设备的操作系统被攻破,攻击者也无法获取这些敏感的生物特征数据,因为它们被安全地保护在 Secure Enclave 中。
华为的可信执行环境:华为手机搭载了自己的 TEE 技术。在进行移动支付时,支付相关的敏感信息会在 TEE 中进行加密处理和存储。同时,TEE 会对支付应用的代码进行完整性检查,确保支付过程的安全性。如果没有 TEE,用户在进行移动支付时就会面临更高的数据泄露和诈骗风险。
与普通执行环境(REE)区别
普通执行环境(REE)是我们日常使用设备时,操作系统和大多数应用程序运行的环境。例如,在智能手机上,安卓系统的桌面、各种社交软件、游戏等都是在 REE 中运行的。而可信执行环境(TEE)是与 REE 相对独立的另一个执行空间,它专门为那些对安全性要求极高的应用和数据提供运行环境。比如,在移动支付场景中,涉及用户银行卡信息、支付密码等关键数据的处理就可以放在 TEE 这个执行空间中。