TrustZone与Hypervisor

Question

我只是在 TrustZone 上阅读ARM的this document，有些事情我不清楚。

Hypervisor 提供特殊的CPU模式，而 TrustZone ，处理器附带 33位：Isn 't模式也是特定的位设置？那么如何在安全性方面做出更多改变呢？我确实理解额外的位为两个独立的32位地址间隔让路，但除此之外，我无法将两个和两个放在一起。有人可以清楚地解释为什么 TrustZone 比Hypervisor更安全吗？

Answer 1

典型的 Hypervisor 仅限于CPU。它不能防止其他 DMA主设备。有关详细信息，请参阅Wikipedia DMA Attack网页。其他攻击（例如Cold boot）需要其他机制（如zeroizable memory）来防止攻击。那就是 TrustZone 不是总安全解决方案，而是其中很大一部分。由于ARM只是一个CPU，因此未指定控制其他 BUS Masters 的机制。除了 DMA Masters 之外，备用CPU还会对内存分区构成威胁。为了解决这个问题，一些辅助CPU可以识别 TrustZone 。即，他们将始终使用 NS 位（ 33 ^rd 位）标记交易。

相比之下， Hypervisor 很少仅限于两个世界。 管理程序托管任意数量的操作系统。 TrustZone 只有两个世界;安全和正常。虽然每个 world 都可以拥有一个控制主管操作系统，但有许多单独的线程，任务或进程，因为操作系统允许。

DMA攻击说明：与硬件位相比，虚拟机管理程序通常使用CPU MMU 来限制软件访问。这并不妨碍替代的BUS Masters进入内存。如果Hypervisor受限软件可以控制单独的BUS主设备，那么它们可以获取要保护的内存。 DMA使用物理地址并通过MMU以及一般的 Hypervisor 保护。

DMA攻击通过使用CPU外部的内容来访问内存，从而绕过CPU保护。使用 TrustZone ，CPU中的保护是 NOT ，但是在BUS控制器中。^{请参阅：NIC301了解样本} ARM TrustZone CPU只允许CPU支持四种模式; 安全主管，安全用户，普通主管和普通用户。普通ARM CPU仅支持用户和 supervisor 与用户模式下运行的虚拟机管理程序的所有托管操作系统分离;通常所有DMA外设都以 supervisor 特权运行，并且该值通常在SOC中进行硬编码。

Answer 2

在英特尔和SystemMMU上使用IOMMU可以至少在国外范围内绕过ARM DMA攻击。基于TrustZone和基于管理程序的系统安全性之间的主要区别之一是，虚拟机管理程序通常通过修改CPU MMU和添加外围MMU（IOMMU，SystemMMU）来保护系统的页面粒度

在基于trustZone的系统中，每个单个事务（访问）被标记为安全或非安全（通过附加的总线地址线第33位），因此通常在处理器字大小级别提供更精细的粒度的安全性。