Keystone项目：构建RISC-V可信执行环境的安全监视器

资源摘要信息:"本资源是关于基于RISC-V平台的M模式下建立可信执行环境（TEE）的安全监视器（Secure Monitor）的相关代码和文档。RISC-V是一种开源指令集架构（ISA），它支持各种计算平台和应用。Keystone项目旨在为RISC-V平台构建可定制的可信执行环境。本文档主要围绕Keystone中安全监视器的作用、功能、安全性和交互方式展开详细阐述。" 知识点： 1. RISC-V指令集架构（ISA）： RISC-V是一种基于精简指令集（RISC）原理的开源指令集。它被设计为完全开放和免版税，允许开发者构建自定义处理器和系统。RISC-V ISA提供了基础的整数计算指令集，并且支持各种扩展，如乘法指令、浮点指令、原子操作等。 2. 可信执行环境（TEE）： 可信执行环境是硬件和软件的组合，它确保在设备上运行的代码可以安全地处理敏感数据。TEE通常用于保护数字版权管理、支付应用和用户身份等敏感操作。在TEE中，应用可以被隔离和保护，以防止系统中其他应用程序或操作系统的干扰。 3. Keystone开源项目： Keystone是一个开源项目，目的是在RISC-V平台上构建可定制的可信执行环境。它允许开发者在各种用例中实现安全可靠的硬件隔离环境。Keystone提供了创建、管理和维护安全飞地所需的基础技术。 4. 安全监视器（SM）： 安全监视器（SM）是Keystone系统中可信计算基础（TCB）的核心组件。它负责为enclave提供安全保障和隔离。SM以RISC-V的M模式运行，这是一个特权模式，用于执行与系统相关的重要任务。 5. M模式： 在RISC-V架构中，M模式是最高优先级的处理器模式，它被用于执行机器级别的管理任务，如虚拟内存管理、中断控制和安全监视器的运行。 6. RISC-V物理内存保护（PMP）： PMP是RISC-V架构提供的一个安全功能，用于定义物理内存区域的访问权限。通过PMP，可以对内存区域进行隔离，从而保护不同区域之间的数据不被相互访问。 7. 远程证明（Remote Attestation）： 远程证明是一种安全机制，允许一个实体验证另一个实体的完整性和安全性。在Keystone中，安全监视器提供了远程证明的功能，使用签名和度量来确认系统的状态。 8. 飞地（Enclave）线程管理： 飞地是TEE中用于执行隔离代码的区域。安全监视器负责管理这些飞地中线程的执行，包括创建、调度和销毁。 9. 系统PMP同步： 在多核处理器系统中，保持不同核心的PMP状态同步是确保安全性的关键。安全监视器负责系统范围内的PMP状态同步。 10. 侧信道防护（Side-Channel Protection）： 侧信道攻击是指通过分析系统物理实现中的信息泄露（如时间、功耗、电磁泄露等）来获取敏感信息。安全监视器需要实现防护机制以防止此类攻击。 11. 监督二进制接口（SBI）： SBI定义了操作系统和RISC-V基础固件之间的交互方式。安全监视器通过SBI调用函数，与操作系统及其他软件层交互。 12. 信任根（Trust Root）验证： 在系统启动过程中，硬件中的信任根将验证安全监视器的可信性。信任根是系统中用于验证其他组件完整性的起点。 通过这些知识点，我们可以理解Keystone项目如何利用RISC-V架构和安全监视器来为各种应用程序和设备提供安全可靠的硬件飞地环境。安全监视器的实现细节和操作方式为构建可信的系统提供了坚实的基础。