Lattice：为商用 RISC-V 平台实现可扩展的安全飞地

《ACM Transactions on Architecture and Code Optimization》：Lattice: Enabling Scalable Enclaves for Commercial RISC-V Platforms

　　可信执行环境（TEEs）已被广泛采用，以促进各种安全关键型应用的运行。然而，与Intel SGX、AMD SEV和ARM TrustZone等成熟的可信执行环境技术相比，新兴的RISC-V架构在TEE方面的采用却进展有限。具体而言，当前商业RISC-V硬件上现有的TEE实现面临两大主要限制。一方面，大多数方案依赖特定的硬件扩展或软件固件，限制了其在实际平台上的可行性。另一方面，RISC-V物理内存保护（PMP）寄存器——一种实现内存隔离的关键硬件机制——固有的局限性，严重制约了这些设计的可扩展性。为了解决上述限制，本文提出了一种全新的RISC-V TEE框架——*Lattice*，能够在商业RISC-V平台上以极小的可信计算基础（TCB）实现可扩展的安全飞地。首先，为了增强兼容性和可移植性，*Lattice*不依赖任何额外的硬件扩展，并为底层固件提出了一种非侵入式的安全监视器（SM）设计。其次，为了充分利用系统的可用内存，*Lattice*利用动态物理内存权限（DPMP）设计，使安全飞地能够在非连续物理内存上运行，并将飞地的管理进行解耦，从而最小化TCB的大小。最后，我们在多种工作负载下评估了*Lattice*的性能，包括文件系统I/O、数据库、Web服务器、大语言模型（LLMs）以及不同的系统负载。实验结果表明，*Lattice*的性能与其他TEE系统相当。