隨著移動設(shè)備的發(fā)展，移動設(shè)備的功能越來越強大，移動設(shè)備會存儲用戶的資產(chǎn)，處理支付等操作。目前移動端的系統(tǒng)運行環(huán)境叫做REE（Rich Execution Environment），在其中運行的系統(tǒng)叫做Rich OS（Operating System），包含Android、IOS和Linux，Rich OS的特點是功能強大，開放和擴展性好，可以給上層應(yīng)用提供設(shè)備的所有功能，比如攝像頭，觸摸屏等，這樣才有了我們現(xiàn)在看到的各種各樣的應(yīng)用。

但Rich OS存在很多的安全隱患，比如經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)bug，OS可以獲得應(yīng)用所有的數(shù)據(jù)，很難驗證OS是否被篡改，還會受到各種各樣的攻擊（如上圖），這些對于用戶資產(chǎn)有很大的安全隱患，那如何解決這些問題呢？

這時候就需要TEE幫忙了。

TEE是什么

TEE的全稱 trusted execution environment，即可信執(zhí)行環(huán)境，它是CPU上的一塊區(qū)域。這塊區(qū)域的作用是給數(shù)據(jù)和代碼的執(zhí)行提供一個更安全的空間，并保證它們的機密性和完整性。

為啥說TEE更安全可信呢？

因為TEE提供了一個與REE隔離的環(huán)境保存用戶的敏感信息，TEE可以直接獲取REE的信息，而REE不能獲取TEE的信息。當(dāng)用戶付款時，通過TEE提供的接口來進(jìn)行驗證，以保證支付信息不會被篡改，密碼不會被劫持，指紋信息不會被盜用。

在TEE上運行的應(yīng)用叫做可信應(yīng)用（Trusted Application，簡稱TA），可信應(yīng)用之間通過密碼學(xué)技術(shù)保證它們之間是隔離開的，不會隨意讀取和操作其它可信應(yīng)用的數(shù)據(jù)。另外，可信應(yīng)用在執(zhí)行前需要做完整性驗證，保證應(yīng)用沒有被篡改。

可信應(yīng)用可以和觸摸屏，攝像頭還有指紋傳感器等外設(shè)進(jìn)行直接交互，不需要通過REE提供的接口，所以更加保證了安全。

各方對于TEE的態(tài)度

對于個人來講，可以保證個人數(shù)據(jù)和資產(chǎn)的安全。

對于應(yīng)用開發(fā)者來講，有了更安全的應(yīng)用，用戶才更放心使用他們提供的服務(wù)。

對于操作系統(tǒng)提供商，設(shè)備生產(chǎn)廠商來講也是非常重要，因為當(dāng)前的設(shè)備和系統(tǒng)越來越復(fù)雜，很難保證用戶的信息和資產(chǎn)的安全，如果出問題，會極大的影響自身的品牌，甚至?xí)馐芫揞~的罰款。

所以整個鏈條的參與者都希望TEE標(biāo)準(zhǔn)付諸實踐。

TEE的發(fā)展歷程

1. TEE的前身。Open Mobile Terminal Platform （OMTP）于2006年提出一種雙系統(tǒng)解決方案：即在同一個智能終端下，除了多媒體操作系統(tǒng)外再提供一個隔離的安全操作系統(tǒng)，這一運行在隔離的硬件之上的隔離安全操作系統(tǒng)用來專門處理敏感信息以保證信息的安全。該方案即TEE的前身。

2. TEE標(biāo)準(zhǔn)正式提出。OMTP于2009年提出了TEE標(biāo)準(zhǔn)”Advanced Trusted Environment:OMTP TR1”，其中說明了TEE同時包含了硬件和軟件，目標(biāo)是為應(yīng)用程序提供必要的支持。其中對安全定義了兩個級別，第一個級別是可以應(yīng)對軟件方面的攻擊，第二個級別是可以同時應(yīng)對軟件和硬件攻擊。

3. TEE的實現(xiàn)。基于OMTP的方案，ARM公司提出了一種硬件虛擬化技術(shù)TrustZone及其相關(guān)硬件實現(xiàn)方案。TrustZone即是支持TEE技術(shù)的產(chǎn)品。作為針對消費電子設(shè)備設(shè)計的一種硬件架構(gòu)，其目的是為消費電子產(chǎn)品構(gòu)建一個安全框架來抵御各種可能的攻擊。

TrustZone在概念上將SoC的硬件和軟件資源劃分為安全（Secure World）和非安全（Normal World）兩個世界，所有需要保密的操作在安全世界執(zhí)行（如指紋識別、密碼處理、數(shù)據(jù)加解密、安全認(rèn)證等），其余操作在非安全世界執(zhí)行（如用戶操作系統(tǒng)、各種應(yīng)用程序等），安全世界和非安全世界通過一個名為Monitor Mode的模式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

4. TEE當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)。GlobalPlatform（全球最主要的智能卡多應(yīng)用管理規(guī)范的組織，簡稱為GP）從2011年起開始起草制定相關(guān)的TEE規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，并聯(lián)合一些公司共同開發(fā)基于GP TEE標(biāo)準(zhǔn)的可信操作系統(tǒng)。因此，如今大多數(shù)基于TEE技術(shù)的Trust OS都遵循了GP的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

TEE適合哪些場景

數(shù)字內(nèi)容保護(hù)。我們先拋開有爭議的版權(quán)和自由知識之間的爭論，單從技術(shù)能力上來說，TEE可以用來做數(shù)字版權(quán)管理（Digital Rights Management，簡稱DRM），通過TEE可以很容易的與連接的設(shè)備進(jìn)行加密信息的傳輸，之所以容易是因為TEE不允許用戶直接讀取TEE中存儲的數(shù)據(jù)，只有擁有特定秘鑰或者經(jīng)過應(yīng)用開發(fā)商同意（比如你付費了）才可以獲取到解密后的數(shù)據(jù)（例如播放電影）。

移動金融服務(wù)。TEE可以配合手機的NFC，安全元素（Secure Element，如SIM卡）以及可信后臺系統(tǒng)來給用戶提供安全的操作環(huán)境，讓金融交易可以安全的進(jìn)行。

認(rèn)證。TEE可以很好的支持生物ID認(rèn)證，比如面部識別，指紋傳感器和聲音驗證，這種方式很難被竊取信息，比PIN和密碼的認(rèn)證方式要安全很多。

區(qū)塊鏈。我們之后會講解。

如何在區(qū)塊鏈領(lǐng)域應(yīng)用

通過TEE，可以更好的幫助區(qū)塊鏈改進(jìn)安全，性能和隱私。

對于安全，大多數(shù)公鏈項目都無法保證每個節(jié)點運行環(huán)境的安全，因此需要大量的節(jié)點一起達(dá)成共識來提高安全，而節(jié)點的數(shù)量顯然與性能成反比，給公鏈帶來嚴(yán)重的性能瓶頸。通過TEE提供的可信環(huán)境，保證了機器中運行的代碼沒有被篡改，可以按照區(qū)塊鏈協(xié)議指定的方式運行，從而為整個網(wǎng)絡(luò)提供了安全。

對于性能，因為我們可以相信TEE中的代碼不會被篡改并且按照期望的方式執(zhí)行，所以區(qū)塊鏈可以將一部分計算挪到TEE環(huán)境中來執(zhí)行，這樣減少了全局共識的成本，增加了區(qū)塊鏈的性能。

對于隱私，TEE可以提供端到端的隱私保護(hù)，從數(shù)據(jù)到計算結(jié)果都只能被用戶自己看到。

TEE Hackathon

倫敦時間2019年10月9日17:30，Trias將舉辦TEE Hackathon，主題是《如何使用可信計算和Layer -1優(yōu)化以太坊》，首站在牛津大學(xué)開啟。本屆黑客松聚焦可信計算、“-1”層網(wǎng)絡(luò)與以太坊的優(yōu)化應(yīng)用，并面向全球開發(fā)者線上征集技術(shù)解決方案。

來源： Rebase社區(qū)