老板交待任务，这个星期我都在研究trust zone的东东，之前有看过代码，但没有深入了解！

好吧，这次看来我要跟它杠上了。

网上有很多资料，但很多讲得太抽象，至少对门外汉来说有些难以理解，我估计有些文单可能翻译过来的吧，有些拗口。

在介绍trust zone之前！我们来看两个字，慢慢引导大家trust zone与之前的安全方式有何不同？

好吧，太熟悉了，你有多少密码？QQ密码有没有？银行密码有没有？支付宝密码有没有？

那你怎么保证你的密码安全？

that is all，够了吗？

还记得11年的CSDN密码事件吗？我也是受害者。

事实证明，还要靠服务商！他们把我们的密码记录在disk上。服务器端上的密码一但被黑客读取，那就麻烦了。

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系统这块－－－＞比如各种防火墙，各种安全机制。

密码加密－－－＞比如用各种方法加密，越复杂越好，密钥鬼长鬼长的。

其实我们知道，是软件就有漏洞，迟早被破解。

所以人们转向安全芯片的研制：

即：TPM(Trusted Platform Module)

就是把加密解密放在芯片中进行，甚至可把信息存储在芯片里。

理论上来说只有芯片才能解密。但是TPM没有办法保护运行时攻击，比如黑客在你运行进破解，直接去内存读你解密过的东西，这样TPM就形同虚设了。

那么下面的trust zone则完全不同，它从硬件角度做到安全。即受它保护的硬件，就算黑客root了你的设备也没办法访问的，只有生产者自己写的trust app才能访问。

而且secure boot技术保证了别人没办法窜改你的image。

从下面图可知：

黑客入侵系统后，通常喜欢从内存，硬盘获取信息，有些木马还能通过截取你的touch或者display内容获取信息。

这样你防不胜防，除非你不要开机。

什么是trust zone？

Trust zone 是ARM内核中新添加一种架构，从ARM A系统就已经支持。

支持这种功能的CPU会跑在两个世界，普通世界/安全世界。

android跑起后CPU跑在普通世界，运行的是普通世界的APP，当SMC系统调用触发进入安全世界时，CPU跑在安全世界，运行安全世界的APP，安全世界APP里所用到的资源，包括内存，cache,磁盘，touch,display，普通世界的app是不能够访问的，攻击者没办法拿到敏感信息

那trust zone要做到这种隔离？

其实隔离要两方面支持

硬件上：

第一：the core AXI bus：AXI总线，增加一条控制线。

第二：ARM core,可支持虚拟化核

第三：Trust zone Address Space controller:TZASC

第四：Trust zone protection controller:TZPC

软件上：

软件上就是基于第二点可虚拟化核心，加上SMC系统调用，使CPU进入安全世界，跑安全世界的APP。

基于上述一，二，三，四加上SMC调用就可以做安完全隔离了。

先谈谈AXI总线

是内存，片内静态RAM ROM，外设隔离的基础。

主要原理是：AXI总线上每个读写信道都增加了一个额外的控制信号

AWPROT[1]：总线写事务控制信号---低电平为安全写事物，高电平为非安全写事物

ARPROT[1]：总线读事物控制信号---低电平为安全读事物，高电平为非安全读事物

当设备向总线提出读写事物请求时必须将控制信号发送到总线上。总线根据这个信号和CPU当前的世界来判断能否读写。防止非安全程序/设备读写安全设备。

基于AXI总线，内存，片内静态RAM ROM是如何隔离的？

TrustZone通过两个设备来保障物理内存的安全

一个是TrustZone地址空间控制器（TZASC）

一个是TrustZone存储适配器（TZMA）

如下图：

TZASC是AXI总线的主设备，用它可以把内存地址空间划分一系列的内存空间，通过运行在安全世界的软件把部分空间配置为安全、非安全的，TZASC防止非安全事物访问安全内存空间。

使用TZASC的主要目的就是AXI的从设备分区为几个安全设备，防止非安全事物访问安全设备。ARM的DMC本身不支持创建安全，非安全区，为此需要连接到TZASC上。

注：ZASC只用来支持存储映射设备，不能用于块设备，比如NAND FLASH

TZMA是AXI总线的主设备，用它来划分片内RAM，ROM的安全区间

基于AXI总线，外设是如何隔离的？

看上图，由于APB总线没有AXI总线有trustzone安全相关的控制信号，需要APB-to-AXI桥负责，外设还是与APB连接，APB-to-AXI桥有上TZPCDECPORT信号输入，用它来决定配置外设是安全的，非安全的。APB-to-AXI桥杜绝非安全事物访问外设

TZPCDECPORT输入信号可以在SoC设计时静态地设置，也可以通过对TrustZone保护控制器（TZPC）进行编程，在程序运行时动态地设置，也就是说通过TZPC可能动态配置外设是安全的，非安全的。

另外：cache和内存为了支持trustzone安全策略，需要做些扩展。

cache的tag都增加了NS位，用于标识这一行的安全状态，NS＝0这一行处于安全状态，NS＝1这一行处于非安全状态。

MMU的TLB的tag增加NSTID位，功能与NS一样

现在已经了解trustzone保护内存外设的基本思想。

从上面已经知道，只有CPU安全世界才能起保护作用，那CPU如何进入安全世界的呢？

引入特殊机制－－监控模式，负责不同执行环境切换。

未完－－－－

trust zone之我见