通往信任之路：在机密虚拟机内构建飞地

完整性对于维护系统安全至关重要，因为它确保只有真正的软件被加载到机器上。尽管机密虚拟机在独立于主机的隔离环境中运行，但认识到用户仍然在维护对可信执行环境内运行的代码完整性的控制方面面临挑战。复杂操作系统的存在增加了动态创建和执行任何代码的可能性，使得TEE内的用户应用程序在客户操作系统被攻破时容易受到干扰或篡改。为了解决这个问题，本文介绍了NestedSGX，一个利用虚拟机特权级别（VMPL）的框架，VMPL是AMD SEV-SNP上可用的最新硬件特性，能够在客户虚拟机内创建硬件飞地。与Intel SGX类似，NestedSGX认为客户操作系统对于加载潜在恶意代码是不可信的。它确保只有飞地内执行的受信任且经过度量的代码才能被远程证明。为了无缝保护现有应用程序，NestedSGX旨在通过模拟SGX叶函数与Intel SGX兼容。我们还将SGX SDK和Occlum库操作系统移植到NestedSGX，使得系统中可以使用现有的SGX工具链和应用程序。性能评估表明，NestedSGX中的上下文切换大约需要32,000–34,000个周期，比Intel SGX高约1.9倍–2.1倍。NestedSGX在大多数实际应用中引入的开销很小，计算和内存密集型工作负载的平均开销低于2%，I/O密集型工作负载的平均开销低于15.68%。