[论文解读] Sharing is caring: Attestable and Trusted Workflows out of Distrustful Components

Amir Al Sadi, Sina Abdollahi+3 more|arXiv (Cornell University)|Mar 3, 2026

Security and Verification in Computing被引用 0

一句话总结

本论文介绍了 Mica，一种架构扩展，通过显式认证并限制在彼此不信任的 TEEs 之间的所有通信路径，将保密性与信任解耦。

ABSTRACT

Confidential computing protects data in use within Trusted Execution Environments (TEEs), but current TEEs provide little support for secure communication between components. As a result, pipelines of independently developed and deployed TEEs must trust one another to avoid the leakage of sensitive information they exchange -- a fragile assumption that is unrealistic for modern cloud workloads. We present Mica, a confidential computing architecture that decouples confidentiality from trust. Mica provides tenants with explicit mechanisms to define, restrict, and attest all communication paths between components, ensuring that sensitive data cannot leak through shared resources or interactions. We implement Mica on Arm CCA using existing primitives, requiring only modest changes to the trusted computing base. Our extension adds a policy language to control and attest communication paths among Realms and with the untrusted world via shared protected and unprotected memory and control transfers. Our evaluation shows that Mica supports realistic cloud pipelines with only a small increase to the trusted computing base while providing strong, attestable confidentiality guarantees.

研究动机与目标

• 推动在多组件保密云工作负载中将保密性与信任解耦的需求。
• 提出一种以策略驱动的机制，显式定义、限制并对 TEEs 与不可信主机之间的所有通信路径进行认证。
• 在不需要共享的可信软件栈的情况下，实现管道的端到端保密性。
• 在 Arm CCA 上实现并评估 Mica，以评估现实云管道中的开销和可行性。

提出的方法

• 用策略语言扩展保密计算体系结构，以管理未受保护内存、共享受保护内存和已知的隐蔽通道。
• 引入一个分组认证方案以验证通信 TEEs 之间的端到端保密性属性。
• 提供一个运行时策略生命周期，TEEs 提供策略以定义对等方、信道和转换，这些策略变得可执行且不可修改。
• 在 Arm CCA 上对设计进行特化，与 Realm Management Monitor (RMM) 集成并使用现有原语，无需硬件变更。

Figure 1 . Prior designs for confidential pipelines. Red indicate untrusted components (boxes or communication arrows), green indicates trusted components (secure communication or TCB). The dotted lines indicate the exposed interface to the untrusted host.

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在互不信任的 TEEs 管道中，在不依赖于对每个组件的信任的情况下保证保密性？
• RQ2 需要哪些策略机制来显式定义、认证并约束所有TEEs之间的通信路径和潜在的隐蔽通道？
• RQ3 与以往方法相比，在 Arm CCA 上实施此类策略的开销和可行性如何？

主要发现

• Mica 使由不信任组件组成的管道实现端到端保密性，且对受信计算基仅有适度增加。
• 一套策略语言和运行时强制 TEEs 之间以及与主机之间的显式内存共享和控制流约束。
• 分组认证捕捉部署范围的策略，以推理整条管道的信息共享。
• Mica 可以在 Arm CCA 上使用现有原语实现，几乎无需硬件变更。
• 评估显示现实云管道在受限开销和可证明的保密性下得到支持。

Figure 2 . CCA Architecture.