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Securing Outsourced Computing With Trusted Execution Environments: A Case Study on China Secure Virtualization
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PRE
AI
DOI：10.1109/TNSE.2025.3624091.png)
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摘要
En 中文
在不可信的外包计算环境中，数据传输和处理过程中存在敏感数据泄露和篡改的潜在风险。作为基于硬件的安全隔离技术，可信执行环境（TEEs）为解决此类问题提供了新颖的解决方案。在TEEs中，China Secure Virtualization（CSV）是中国领先的秘密虚拟机（CVM）技术。CVMs利用集群中不同用户之间的硬件增强隔离来保护外包计算场景中的隐私。然而，在外包计算的实践中，CSV仍然存在两个主要漏洞。一是CSV无法抵御在其内部执行恶意代码，因为恶意代码可能威胁整个系统的安全。二是硬件无法验证与系统一同运行的第三方应用程序所代表的实体的身份。因此，用户与应用程序之间无法直接建立安全通道。为解决这些漏洞，我们设计了一个基于国产TEE—CSV的外包保密计算系统。通过修改虚拟机的启动过程，并使用OverlayFS重构应用程序的运行时文件系统，我们的系统能够隔离恶意应用程序。此外，我们结合CSV的硬件安全特性和嵌入的证书信息，设计了一种环境-身份绑定认证协议。该协议有助于建立安全通信通道。另外，我们的系统支持对国家商用密码算法进行硬件增强加速。在CSV上对功能和性能开销的广泛评估表明，在真实工作负载下，我们的系统在保证安全性的同时保持了优异的性能。
Keyword:
TEE
confidential computing
privacy preservation
期刊
I
IF:
7.9
论文数:
2.6K
被引数:
10.0K
机构
引用论文
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