拉撒路效应：物联网小设备中被攻陷设备的修复

我们生活在一个数十亿物联网设备被部署并日益依赖的时代。这使得在设备被攻陷时确保其可用性与可恢复性成为首要目标。已部署物联网设备数量庞大且快速增长，使得人工恢复不切实际，尤其是当设备分散在广阔区域时。因此，需要一种可靠且可扩展的远程恢复机制，即便攻击者已完全控制设备、可能滥用设备或试图使其失效也能工作。为解决此问题，我们提出 Lazarus，一个支持远程恢复被攻陷物联网设备的系统。借助 Lazarus，物联网管理员可以在保证的时间界限内无条件远程控制物联网设备上运行的代码。这使得即便设备软件栈严重损坏也能恢复。我们仅施加极小硬件需求，使 Lazarus 甚至适用于低端受限的现成物联网设备。我们通过时间隔离和使用可信执行环境，将 Lazarus 的极小恢复可信计算基与不可信软件隔离。时间隔离防止秘密通过侧信道泄露给不可信软件。在可信执行环境内，我们放置了在运行时约束不可信软件的极小功能。我们在基于 ARM Cortex-M33 的微控制器上实现了具备物联网枢纽、设备配置和安全更新功能的完整 Lazarus 配置。我们的原型可恢复被攻陷的嵌入式 OS 和裸机应用，并防止攻击者通过闪存耗尽等手段使设备变砖。我们以 FreeRTOS 为例展示了这一点，它无需修改，仅需一个额外任务。我们的评估显示运行时性能影响可忽略，内存需求适中。