面向SGX2代新型可信执行环境的内存优化系统

李明煜; 夏虞斌; 陈海波

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面向SGX2代新型可信执行环境的内存优化系统

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摘要

可信执行环境(trusted execution environment, TEE)是一种应用于隐私计算保护场景的体系结构方案,能为涉及隐私相关的数据和代码提供机密性和完整性的保护,近年来成为机器学习隐私保护、加密数据库、区块链安全等场景的研究热点.主要讨论在新型可信硬件保护下的系统的性能问题:首先对新型可信硬件(IntelSGX2代)进行性能剖析,发现在配置大安全内存的前提下, Intel SGX1代旧有的换页开销不再成为主要矛盾.配置大容量安全内存引起了两个新的问题:首先,普通内存的可用范围被压缩,导致普通应用,尤其是大数据应用的换页开销加剧;其次,安全内存通常处于未被用满阶段,导致整体物理内存的利用率不高.针对以上问题,提出一种全新的轻量级代码迁移方案,将普通应用的代码动态迁入安全内存中,而数据保留在原地不动.迁移后的代码可使用安全内存,避免因磁盘换页导致的剧烈性能下降.实验结果表明:该方法可将普通应用因为磁盘换页导致的性能开销降低73.2%-98.7%,同时不影响安全应用的安全隔离和正常使用.

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来源
《软件学报》 |2022年第6期|2012-2029|共18页
作者
李明煜; 夏虞斌; 陈海波;
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作者单位

上海交通大学软件学院并行与分布式系统研究所;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类程序设计、软件工程;
关键词
机密计算; 可信执行环境; 系统安全; 性能优化;

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