Intel SGX で機密コンピューティングを実装するにはどうすればよいですか?

インターネット技術の継続的な発展に伴い、クラウド上に保存されるデータはますます増えており、このデータにはユーザーの個人プライバシー情報や企業秘密などの重要な情報が含まれています。しかし、データの保管と処理が集中化されるにつれ、ユーザーのデータセキュリティの問題がますます顕著になってきています。この問題を解決するために、Intelはハードウェアレベルでユーザーデータを保護できるセキュリティコプロセッサ技術SGX(Software Guard Extensions)を提案しました。この記事では、Intel SGX でコンフィデンシャル コンピューティングを実装する方法を説明します。

1. SGX アーキテクチャの概要

SGX は、Intel が開発した安全なハードウェア拡張テクノロジであり、アプリケーションに信頼できる実行環境を提供し、信頼できない環境でもアプリケーションを安全に実行できます。アプリケーションのコードとデータを保護しながら。 SGX テクノロジーは、CPU のメモリの一部をセキュアな実行環境 (Enclave) に分割し、Enclave で実行されるアプリケーションのみが Enclave 内のデータにアクセスできるようにし、Enclave 内のメモリには、OS であっても外部からアクセスすることはできません。 (オペレーティング システム) Enclave 内のデータには直接アクセスできません。

2. 秘密計算の基本概念

秘密計算とは、個人情報を確実に処理するアルゴリズムの研究であり、計算過程におけるデータの機密性を維持することを目的としています。 。機密コンピューティングの一般的な形式は、複数の参加者が個人的な入力情報を明らかにすることなく計算を実行し、最終的に計算結果を取得することです。

たとえば、医療データのシナリオでは、より優れた疾病予防研究を実施するために、ある病院は患者の個人データを別の病院と共有する必要がありますが、それぞれのデータにはプライバシー属性があり、公に共有することはできません。このとき、計算過程で両病院のデータを保護するための機密計算技術を活用し、個人データを漏らすことなく計算を完了する必要がある。 SGX は、機密コンピューティングにおける信頼できる実行環境の実装として使用できます。

3. SGX における機密コンピューティングの基本

1. Enclave の作成と分離

最初に行うことは、Enclave を作成し、アプリケーションのビジネス ロジックは Enclave に配置され、コードとデータのセキュリティが確保されます。作成プロセス中、エンクレーブは暗号化され、特定の CPU によってのみ実行できます。アプリケーション内の機密データは、漏洩しないように Enclave メモリに保存する必要があります。同時に、外部の攻撃プログラムによるエンクレーブの破壊を防ぎ、エンクレーブの内部セキュリティを確保するために、エンクレーブを他のアプリケーションやカーネルから安全に分離する必要もあります。

2. SGX SDK の使用

SGX SDK は、アプリケーションによる機密コンピューティングの実装を支援するいくつかのプログラミング インターフェイスと開発ツールを提供します。 SGX SDK が提供するライブラリには、乱数生成、アルゴリズム暗号化、認証などの機密性の高い計算を行う関数が多数含まれており、アプリケーションからこれらの関数を直接呼び出して暗号化計算を行うことができます。同時に、SGX SDK は、キー管理やその他の基本サービスに加えて、さまざまな認証および暗号化アルゴリズムも提供します。

3. Enclave のリモート呼び出し

セキュア コンピューティング アプリケーションでは、通常、Enclave は複数のコンピューターに展開され、一部の Enclave がサーバーとして機能し、他の Enclave がクライアントとして機能します。クライアントがサーバーによって提供される関数またはアドレスを呼び出す必要があるときは常に、Enclave リモート呼び出しが行われます。 SGX では、リモート呼び出しは特別なセキュリティ問題とみなされ、ディレクトリ ツリーと同様にポインタの保護、メモリ マッピングなどの一連のセキュリティ上の考慮事項が必要です。

4. SGX を使用して安全なコンピューティングを実現するためのヒント

1. コード セキュリティの保護

Enclave 内のアプリケーションのコード セキュリティを保護するには暗号化と認証には SGX SDK で提供されるツールを使用する必要があります。具体的には、必要な認証およびデータ保護ロジックが正しく実行されることを保証するために、SGX でアプリケーションと信頼できる実行環境を個別にコンパイルして署名することがベスト プラクティスです。この方法によってのみ、アプリケーション内のデータとコードを完全に保護し、コンピューティング プロセスのセキュリティを確保することができます。

2. 情報セキュリティの保護

アプリケーション内の機密データを保護するには、漏洩を防ぐためにエンクレーブに保存する必要があります。同時に、機密データを確実に保護するために暗号化を実行する必要があります。 Enclave 内のデータに他のアプリケーションからアクセスする必要がある場合は、ネットワーク データ送信に SGX SDK の API を使用する必要があります。一般に、このプロセスはリモート プロシージャ コール (RPC) プロセスであり、Enclave を介した安全なデータ転送と保護に使用できるようになりました。

3. コードの最適化

同時に、通信ロジックが複雑な場合、コードの最適化も非常に重要です。たとえば、石油探査のアプリケーション シナリオでは、油田全体の圧力と温度の変化を計算する必要がありますが、計算には多くの時間とコンピューティング リソースが必要です。このとき、コードを最適化して同期コードの実行時間を最小限に抑えることができるため、計算効率が向上し、計算リソースが節約されます。 ＃＃＃＃＃＃5。結論＃＃＃

Confidential Computing は非常に重要なテクノロジーです。情報化時代においては、データの機密性と完全性はサービス プロバイダーと顧客の信頼関係にとって非常に重要です。インテル SGX テクノロジーは、機密コンピューティングに対する優れた技術サポートを提供し、開発者が信頼できる実行環境を構築し、重要な情報のセキュリティを保護するのに役立ちます。データのセキュリティを確保することを前提として、サービスの効率とシステム全体の有効性が向上します。テクノロジーの発展に伴い、機密コンピューティングと SGX テクノロジーの応用において、より多くの革新と応用シナリオが生まれることが期待されています。

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