安全的双刃剑：AMD选择ARM TrustZone浅析

从年初的财务分析师会议开始就不断有AMD与ARM合作，甚至有采用ARM授权进军移动处理器市场的传闻，而在6月份的AFDS大会上，ARM不仅参与了AMD的HSA基金会，它与AMD暧昧不明的关系也得到确认，不过跟大家想象中的不太一样。

AMD确实从ARM那里获得了IP授权应用到未来的APU产品中，不过并非完整的Cortex系列，而是TrustZone安全技术。从2004年的Cortex-A5架构首次应用以来，ARM的TrustZone技术在数据保护应用如DRM、网络安全支付等方面已经久经考验。

超能网今天带来了一篇有关AMD使用TrustZone技术的分析文章，除了介绍这一技术的应用原理之外，还包括AMD为什么选择TrustZone，以及面临的市场竞争和机遇。

看AMD的PPT宣传，他们原来的工作方式是垂直的，从下到上分别是芯片-平台-软件-服务，现在则是水平的，CPU-GPU-第三方IP内核。不过要吐槽一下，这种PPT也就是做给投资人看的，实在理解不了多了一个第三方授权怎么就会有这么大的转变？

回到正题，看一下TrustZone的组成及原理。

TrustZone架构设计

TrustZone有两种工作模式，一种是正常模式（Normal World），可以执行富指令，称为REE环境（Rich Execution Environment），另一种模式就是安全模式（secure world），只能执行受信指令，成为TEE环境（Trusted Execution Environment）。

TrustZone示意图

这两种模式都是集成在一个内核中的，很容易让人联想起类似Intel HT超线程技术，而实际上TrustZone并不是双线程并行或者同步运行，它只有一个线程，只是根据不同的需要在两种模式中简单切换而已，情况跟单核同时运行多任务相似，上网的同时也可以看视频，就是这个样子。

其他必须条件

要想完整的实现TrustZone还必须有其他条件配合，首先是TrustZone硬件，也就是类似Cortex-A5这样的处理器，然后就是配套的系统软件，这也是最关键的部分，主要有两家厂商在做。

一家是德国慕尼黑市的Giesecke & Devrient公司的MobiCore，另一家则是荷兰Trusted Logic Mobility公司的Trusted Execution Environment。

按照ARM的说法，具备这些条件之后只需要三步就可以构建TrustZone的TEE安全环境了。

Coretex-A5：集成的艺术

说了这么多，要想实现TrustZone安全技术最重要的就是要有一颗TrustZone内核，直接的方案就是集成一个Cortex-A5内核，因为它不仅支持ARM的安全技术，而且芯片规模非常小，40nm工艺制造的A5内核不算L2缓存在内的核心面积只有1mm 2，几乎对APU的核心面积没有影响。

看ARM自己的介绍，Intel要想制造出45nm工艺生产的Cortex-A5同样面积的Atom芯片，至少需要15nm工艺才行。

TrustZone的背景技术就介绍这么多，对AMD来说，它们取得授权的Cortex-A5虽然是一颗完成的ARM处理器，但是APU的主要功能还是要靠AMD的X86架构来完成，Cortex-A5只用作安全处理器，不能执行ARM代码。

面临的市场竞争

AMD主要的竞争还是来自Intel，后者在Sandy Bridge架构上引入了一种名为IPT（Identity Protection Technology，认证协议技术）的安全解决方案，现在已经得到了Steam-Portal以及万事达卡这样的客户。

不过AMD并非没有机会，Intel的IPT方案相比ARM的TrustZone技术还是很简单的，AMD/ARM还有技术上的优势。

产品安排

首款集成ARM TrustZone技术的APU将在2013年问世，首先是架构代号Kabibi的Zacate E系列处理器，主要面向低端入门级市场。到了2014年，AMD就会把TrustZone技术扩展到整个产品线中。

不确定的问题

一个不确定的问题就是用户如何控制它的电脑，假设在最坏的情况下，可能的安全方案不起作用了，有些人是不是有可能通过ARM内核进而控制整个电脑，再像情报部门那样留下后门？这依然是个值得考虑的问题。

Windows 8的影响

影响AMD选择TrustZone授权还有一个可能就是Windows 8系统，因为后者同时支持X86和ARM架构，也就是原生支持TrustZone技术，微软以NVIDIA公司的ARM处理器做了个demo演示，感兴趣的不妨看看。

总结

芯片安全技术不止TrustZone一种，还有TPM可信赖模块技术，不过它不支持ARM平台。许多人对TrustZone技术感到高兴，毕竟增加安全技术并不是什么坏事。有人花钱买了一台平板电脑就以为可以用它来做自己想做的事，这不过是用户自己的感觉，在最坏的情况下，厂商可以借助TrustZone技术做许多硬件限制，一个明显的例子就是软件安装限制，就跟游戏主机上的限制类似。

总的来说，TrustZone对厂商来说很重要，但是用户获得的利益值得商榷，希望我们至少有机会禁用TrustZone选项。

PS：随着Win8平板原生支持TrustZone技术，AMD也不得不选择这一授权，不然可能连进入平板电脑处理器市场的机会都没有。

更多计算机与外设信息请关注：21ic计算机与外设频道