دليل TEE الموجز: من المبادئ إلى تطبيقات الأمان

مع إطلاق شركة آبل للحوسبة السحابية الخاصة وتقديم إنفيديا للحوسبة السرية في وحدات معالجة الرسوميات، أصبحت تطبيقات بيئة التنفيذ الموثوقة (TEE) شائعة بشكل متزايد. إن سرية وعزل TEE يمكن أن يحمي بيانات المستخدم ( بما في ذلك المفاتيح الخاصة )، مما يضمن أن البرامج التي يتم تنفيذها فيها لن يتم تعديلها. لذلك، ليس من المستغرب أن يتم استخدام TEE بكثرة في مجالات التشفير والذكاء الاصطناعي لبناء المنتجات.

تهدف هذه المقالة إلى تقديم دليل للمفاهيم الأساسية لـ TEE للمطورين والقراء، بما في ذلك تعريف TEE، ونموذج الأمان، والثغرات الشائعة، وأفضل الممارسات للاستخدام الآمن.

نظرة عامة على TEE

TEE هو بيئة معزولة في المعالج أو مركز البيانات، حيث يمكن للبرامج العمل بأمان دون تدخل من أجزاء أخرى من النظام. تمنع TEE التدخل الخارجي من خلال التحكم الصارم في الوصول. في الوقت الحالي، يتم استخدام TEE على نطاق واسع في الأجهزة المحمولة والخوادم وأجهزة الكمبيوتر والبيئات السحابية.

تختلف طرق التنفيذ المحددة لـ TEE حسب النظام الأساسي ، لكن الهدف الأساسي هو عزل تنفيذ البرنامج. تشمل سيناريوهات الاستخدام الشائعة تخزين معلومات التعرف على الهوية البيومترية والمحافظ المادية.

نموذج الأمان

نموذج الأمان لـ TEE يتضمن ثلاثة جوانب رئيسية:

1. المطور: مسؤول عن كتابة وحزم برامج TEE
2. الخادم: استضافة وتشغيل برامج TEE
3. مزود TEE: توفير الأجهزة والتصميمات الخاصة بـ TEE

للقضاء على المخاطر المحتملة، اعتمدت الصناعة حلولًا مثل البناء القابل للتكرار وإثباتات عن بُعد. يضمن البناء القابل للتكرار اتساق الشيفرة، بينما يتحقق الإثبات عن بُعد من البرنامج الفعلي الذي يعمل في TEE.

ولكن من الضروري ملاحظة أن مزود TEE يجب أن يُعتمد عليه دائماً. إذا تم اعتبار المزود كمهاجم محتمل، فمن المستحسن دمج TEE مع الإثباتات الصفرية أو بروتوكولات الإجماع.

مزايا TEE

TEE لديها مزايا في الجوانب التالية:

• الأداء: يمكن تشغيل النماذج الكبيرة، والتكلفة تعادل تكلفة الخوادم العادية
• دعم GPU: توفر وحدات معالجة الرسومات من الجيل الجديد حساب TEE
• الدقة: مناسبة لحسابات عدم اليقين مثل استدلال LLM
• السرية: البيانات غير مرئية للجهات الخارجية
• الوصول إلى الشبكة: يمكن الوصول إلى الإنترنت بأمان
• أذونات الكتابة: يمكن تنفيذ العمليات الخارجية
• صديق للمطورين: يدعم لغات متعددة وسهل النشر

قيود TEE

TEE أيضًا تعاني من بعض المشكلات المحتملة:

• إهمال المطور: شفافية الكود، القياسات، الأمان، إلخ
• ثغرات وقت التشغيل: الشيفرة الديناميكية، البيانات الخارجية، الاتصالات غير الآمنة، إلخ
• عيوب الهيكل: واجهة الهجوم، قابلية النقل، جذور الثقة، إلخ
• مشاكل التشغيل: إصدار المنصة، الأمان المادي، إلخ

نصائح لاستخدام TEE بشكل آمن

1. أكثر الحلول أمانًا: تجنب الاعتماد على الخارج
2. التدابير الوقائية اللازمة:
   • تعامَل مع برامج TEE بصرامة مثل العقود الذكية
   • تدقيق الشيفرة وبناء العملية
   • استخدام المكتبات المعتمدة
   • تحقق من شهادة TEE
3. حالة الاستخدام المحددة:
   • تأكد من قنوات الاتصال الآمنة
   • انتبه لزمن الذاكرة المؤقتة لـ TEE
   • تقليل مساحة الهجوم
   • تنفيذ العزل الفيزيائي
   • استخدام عدة موثوقين

آفاق المستقبل

مع انتشار الذكاء الاصطناعي، تقوم شركات التكنولوجيا الكبرى بدمج TEE في منتجاتها. في الوقت نفسه، يقوم مجتمع التشفير بشكل متزايد بتبني TEE لتوسيع التطبيقات على السلسلة. من المتوقع أن تصبح TEE جسرًا لدمج منتجات شركات Web3 وشركات التكنولوجيا الكبرى.