embOS如何支持Arm TrustZone

通過ARMv8-M架構(gòu)支持的TrustZone技術(shù)，可以將關(guān)鍵安全固件和私有程序(如安全引導(dǎo)、固件更新和密鑰)與其余應(yīng)用程序隔離，極大降低被攻擊的可能性，增加嵌入式系統(tǒng)安全。SEGGER的embOS目前已支持ARMv8-M TrustZone，這使得embOS成為高效、安全的嵌入式系統(tǒng)的良好基礎(chǔ)。

embOS Cortex-M 提供了基于Embedded Studio的NXP LPC55S69 (NXP LPCXpresso55S69)TrustZone演示項(xiàng)目，其中embOS完全在非安全狀態(tài)下運(yùn)行，但任務(wù)可以調(diào)用安全狀態(tài)的函數(shù)。

我們基于該例程了解一下embOS如何支持Arm TrustZone。

要在embOS中使用Arm TrustZone，首先打開工作區(qū): start BoardSupportNXPLPC55S69_LPCXpresso55S69_TrustZoneStart_LPC55S69.emProject。

打開后，工作區(qū)中將包含兩個(gè)獨(dú)立的工程：?

1、在安全狀態(tài)下運(yùn)行的應(yīng)用Start_LPC55S69_s。

2、在非安全狀態(tài)下運(yùn)行的非安全應(yīng)用Start_LPC55S59_ns。

安全項(xiàng)目用于準(zhǔn)備和啟動(dòng)設(shè)備。非安全應(yīng)用演示如何使用TrustZone實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。

ARMv8-M內(nèi)核啟動(dòng)時(shí)處于安全狀態(tài)。這意味著復(fù)位后將運(yùn)行安全應(yīng)用程序，初始化安全屬性單元(SAU)，然后啟動(dòng)非安全應(yīng)用。安全應(yīng)用程序還包括從非安全狀態(tài)讀寫安全寄存器的函數(shù)。

非安全應(yīng)用程序使用embOS來調(diào)度任務(wù)。這意味著本示例中的embOS在非安全狀態(tài)運(yùn)行。由embOS創(chuàng)建的任務(wù)仍然可以使用安全狀態(tài)的函數(shù)。

非安全示例應(yīng)用程序創(chuàng)建了兩個(gè)任務(wù)。每個(gè)任務(wù)控制一個(gè)LED。HPTask()調(diào)用安全狀態(tài)函數(shù)IncrementCounter_s()，該函數(shù)只是遞增安全計(jì)數(shù)器Counter_s。

構(gòu)建安全工程Start_LPC55S69_s，

構(gòu)建非安全工程Start_LPC55S69_ns，

啟動(dòng)安全項(xiàng)目Start_LPC55S69_s的調(diào)試。當(dāng)應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)，兩個(gè)LED將開始閃爍。安全應(yīng)用設(shè)置SAU，初始化非安全堆棧指針并調(diào)用非安全復(fù)位處理程序。

在HPTask()中設(shè)置一個(gè)斷點(diǎn)。HPTask()調(diào)用安全函數(shù)IncrementCounter_s()，遞增安全計(jì)數(shù)器Counter_s，同時(shí)遞增非安全計(jì)數(shù)器Counter_ns。通過OS_ARM_TZ_SetTaskContextExtension(&Arm_TZ_ApiList, StackHP_s, sizeof(StackHP_s)) 擴(kuò)展任務(wù)上下文。HPTask()需要在安全狀態(tài)下使用獨(dú)立的任務(wù)堆棧。TrustZone任務(wù)上下文擴(kuò)展控制安全寄存器PSP_s和PSPLIM_s。安全任務(wù)堆棧StackHP_s需位于安全內(nèi)存中。

總結(jié)

PART

last

通過運(yùn)行這個(gè)示例項(xiàng)目，可以清楚地看到，embOS可以在非安全狀態(tài)下運(yùn)行，而應(yīng)用程序可以輕松訪問位于安全狀態(tài)下的受信任的軟件。被訪問的軟件可能包含加密功能，安全引導(dǎo)等。這是最常見的場(chǎng)景， embOS也能夠在安全狀態(tài)下運(yùn)行。

　　審核編輯：湯梓紅