可信执行环境TEE在区块链上有什么应用

随着移动设备的发展，移动设备的功能越来越强大，移动设备会存储用户的资产，处理支付等 *** 作。目前移动端的系统运行环境叫做REE（Rich ExecuTIon Environment），在其中运行的系统叫做Rich OS（OperaTIng System），包含Android、IOS和Linux，Rich OS的特点是功能强大，开放和扩展性好，可以给上层应用提供设备的所有功能，比如摄像头，触摸屏等，这样才有了我们现在看到的各种各样的应用。

但Rich OS存在很多的安全隐患，比如经常会发现bug，OS可以获得应用所有的数据，很难验证OS是否被篡改，还会受到各种各样的攻击（如上图），这些对于用户资产有很大的安全隐患，那如何解决这些问题呢？

这时候就需要TEE帮忙了。

TEE是什么

TEE的全称 trusted execuTIon environment，即可信执行环境，它是CPU上的一块区域。这块区域的作用是给数据和代码的执行提供一个更安全的空间，并保证它们的机密性和完整性。

为啥说TEE更安全可信呢？

因为TEE提供了一个与REE隔离的环境保存用户的敏感信息，TEE可以直接获取REE的信息，而REE不能获取TEE的信息。当用户付款时，通过TEE提供的接口来进行验证，以保证支付信息不会被篡改，密码不会被劫持，指纹信息不会被盗用。

在TEE上运行的应用叫做可信应用（Trusted ApplicaTIon，简称TA），可信应用之间通过密码学技术保证它们之间是隔离开的，不会随意读取和 *** 作其它可信应用的数据。另外，可信应用在执行前需要做完整性验证，保证应用没有被篡改。

可信应用可以和触摸屏，摄像头还有指纹传感器等外设进行直接交互，不需要通过REE提供的接口，所以更加保证了安全。

各方对于TEE的态度

对于个人来讲，可以保证个人数据和资产的安全。

对于应用开发者来讲，有了更安全的应用，用户才更放心使用他们提供的服务。

对于 *** 作系统提供商，设备生产厂商来讲也是非常重要，因为当前的设备和系统越来越复杂，很难保证用户的信息和资产的安全，如果出问题，会极大的影响自身的品牌，甚至会遭受巨额的罚款。

所以整个链条的参与者都希望TEE标准付诸实践。

TEE的发展历程

1. TEE的前身。Open Mobile Terminal Platform （OMTP）于2006年提出一种双系统解决方案：即在同一个智能终端下，除了多媒体 *** 作系统外再提供一个隔离的安全 *** 作系统，这一运行在隔离的硬件之上的隔离安全 *** 作系统用来专门处理敏感信息以保证信息的安全。该方案即TEE的前身。

2. TEE标准正式提出。OMTP于2009年提出了TEE标准”Advanced Trusted Environment:OMTP TR1”，其中说明了TEE同时包含了硬件和软件，目标是为应用程序提供必要的支持。其中对安全定义了两个级别，第一个级别是可以应对软件方面的攻击，第二个级别是可以同时应对软件和硬件攻击。

3. TEE的实现。基于OMTP的方案，ARM公司提出了一种硬件虚拟化技术TrustZone及其相关硬件实现方案。TrustZone即是支持TEE技术的产品。作为针对消费电子设备设计的一种硬件架构，其目的是为消费电子产品构建一个安全框架来抵御各种可能的攻击。

TrustZone在概念上将SoC的硬件和软件资源划分为安全（Secure World）和非安全（Normal World）两个世界，所有需要保密的 *** 作在安全世界执行（如指纹识别、密码处理、数据加解密、安全认证等），其余 *** 作在非安全世界执行（如用户 *** 作系统、各种应用程序等），安全世界和非安全世界通过一个名为Monitor Mode的模式进行转换。

4. TEE当前的标准。GlobalPlatform（全球最主要的智能卡多应用管理规范的组织，简称为GP）从2011年起开始起草制定相关的TEE规范标准，并联合一些公司共同开发基于GP TEE标准的可信 *** 作系统。因此，如今大多数基于TEE技术的Trust OS都遵循了GP的标准规范。

TEE适合哪些场景

数字内容保护。我们先抛开有争议的版权和自由知识之间的争论，单从技术能力上来说，TEE可以用来做数字版权管理（Digital Rights Management，简称DRM），通过TEE可以很容易的与连接的设备进行加密信息的传输，之所以容易是因为TEE不允许用户直接读取TEE中存储的数据，只有拥有特定秘钥或者经过应用开发商同意（比如你付费了）才可以获取到解密后的数据（例如播放电影）。

移动金融服务。TEE可以配合手机的NFC，安全元素（Secure Element，如SIM卡）以及可信后台系统来给用户提供安全的 *** 作环境，让金融交易可以安全的进行。

认证。TEE可以很好的支持生物ID认证，比如面部识别，指纹传感器和声音验证，这种方式很难被窃取信息，比PIN和密码的认证方式要安全很多。

区块链。我们之后会讲解。

如何在区块链领域应用

通过TEE，可以更好的帮助区块链改进安全，性能和隐私。

对于安全，大多数公链项目都无法保证每个节点运行环境的安全，因此需要大量的节点一起达成共识来提高安全，而节点的数量显然与性能成反比，给公链带来严重的性能瓶颈。通过TEE提供的可信环境，保证了机器中运行的代码没有被篡改，可以按照区块链协议指定的方式运行，从而为整个网络提供了安全。

对于性能，因为我们可以相信TEE中的代码不会被篡改并且按照期望的方式执行，所以区块链可以将一部分计算挪到TEE环境中来执行，这样减少了全局共识的成本，增加了区块链的性能。

对于隐私，TEE可以提供端到端的隐私保护，从数据到计算结果都只能被用户自己看到。

TEE Hackathon

伦敦时间2019年10月9日17:30，Trias将举办TEE Hackathon，主题是《如何使用可信计算和Layer -1优化以太坊》，首站在牛津大学开启。本届黑客松聚焦可信计算、“-1”层网络与以太坊的优化应用，并面向全球开发者线上征集技术解决方案。

来源： Rebase社区