[發明專利]一種實現安全與高性能進程間通信的方法和系統有效
| 申請號： | 202110136600.0 | 申請日： | 2021-02-01 |
| 公開（公告）號： | CN112817780B | 公開（公告）日： | 2022-03-11 |
| 發明（設計）人： | 夏虞斌;楊璧丞;杜東;馮二虎;江學強;陳海波 | 申請（專利權）人： | 上海交通大學 |
| 主分類號： | G06F9/54 | 分類號： | G06F9/54;G06F9/50;G06F9/48 |
| 代理公司： | 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236 | 代理人： | 胡晶 |
| 地址： | 200240 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 實現 安全 性能 進程 通信 方法 系統 | ||
1.一種實現安全與高性能進程間通信的方法，其特征在于，所述方法包括：
步驟S1：開發人員完成飛地進程Enclave開發，加載至計算系統；
步驟S2：由計算系統加載宿主進程Host程序，并且啟動飛地進程Enclave；
步驟S3：宿主進程Host程序啟動與飛地進程Enclave的通信，將信息放在接力頁中，調用Monitor來請求進程間通信；
步驟S4：Monitor確保接力頁只有一個內存映射，同時將Monitor的所有權由宿主進程Host轉移至飛地進程Enclave；
若啟用可選的內存加密，則利用新寄存器使接力頁使用全局密鑰進行加解密；
步驟S5：飛地進程Enclave程序處理完進程間通信IPC請求后返回，進程間通信IPC結束；
步驟S6：飛地進程Enclave程序啟動與另一飛地進程Enclave的進程間通信，Monitor建立飛地進程Enclave 1與Name Server的連接；
步驟S7：飛地進程Enclave 1向Name Server請求飛地進程Enclave 2的Capability，獲得Capability后即可與飛地進程Enclave 2進行進程間通信；
步驟S8：Monitor重新映射接力頁來實現飛地進程Enclave 1與飛地進程Enclave2之間的消息傳遞；
若啟用可選的內存加密，則利用新寄存器使接力頁使用全局密鑰進行加解密。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S1包括：由宿主進程Host向Monitor請求創建飛地進程Enclave，創建后需要校驗Enclave Hash，校驗通過后飛地進程Enclave創建完畢。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S2包括：將所述飛地進程Enclave的內存保護起來，只有飛地進程Enclave自身能訪問，宿主進程Host無法訪問飛地進程Enclave的數據。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S3包括：所述接力頁在虛擬內存中只有一個映射的特殊物理頁，Monitor會將接力頁的虛擬地址映射在本發明的可選新寄存器Reg_hole_VA_start和Reg_hole_VA_size框定的范圍內。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S4包括：Monitor保證所述接力頁在虛擬內存中只有一個映射，并且將Monitor的所有權從宿主進程Host轉移至飛地進程Enclave；
若啟用可選的內存加密，Monitor會保證接力頁的虛擬地址落在新寄存器Reg_hole_VA_start和Reg_hole_VA_size框定的范圍內，在該范圍內的頁使用全局密鑰進行加解密。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S5包括：飛地進程Enclave完成運行邏輯后掛起，控制流回到宿主進程Host，該步驟中的調度以及上下文切換由Monitor負責完成。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S6包括：所述Name Server為一個飛地進程Enclave，該飛地進程Enclave負責在飛地進程Enclave之間建立連接。
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S7包括：Monitor提供call-cap與grant-cap兩種Capability，前者賦予Enclave與其他Enclave通信的能力，后者賦予Enclave給出Capability的能力。
9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S8包括：利用所述接力頁，在TEE(Trusted Execution Environment)場景下實現進程間通信IPC過程中零拷貝的進行消息傳遞，并引入一對新的寄存器，實現可選的數據完整性保護機制。
10.一種實現安全與高性能進程間通信的系統，其特征在于，所述系統包括：
模塊M1：開發人員完成飛地進程Enclave開發，加載至計算系統；
模塊M2：由計算系統加載宿主進程Host程序，并且啟動飛地進程Enclave；
模塊M3：宿主進程Host程序啟動與飛地進程Enclave的通信，將信息放接力頁中，調用Monitor來請求進程間通信；
模塊M4：Monitor確保接力頁只有一個內存映射，同時將Monitor的所有權由宿主進程Host轉移至飛地進程Enclave；
若啟用可選的內存加密，則利用新寄存器使接力頁使用全局密鑰進行加解密；
模塊M5：飛地進程Enclave程序處理完進程間通信IPC請求后返回，進程間通信IPC結束；
模塊M6：飛地進程Enclave程序啟動與另一飛地進程Enclave的進程間通信，Monitor建立飛地進程Enclave 1與Name Server的連接；
模塊M7：飛地進程Enclave 1向Name Server請求飛地進程Enclave 2的Capability，獲得Capability后即可與飛地進程Enclave 2進行進程間通信；
模塊M8：Monitor重新映射接力頁來實現飛地進程Enclave 1與飛地進程Enclave2之間的消息傳遞；
若啟用可選的內存加密，則利用新寄存器使接力頁使用全局密鑰進行加解密。
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