Elastic Compute Service:Build an SGX confidential computing environment

Étape 2 : Construire un environnement de calcul confidentiel SGX

Avant de développer des programmes SGX, vous devez installer le runtime SGX et le SDK sur une instance vSGX, puis configurer le service d'attestation distante. Pour une expérience utilisateur optimale, nous vous recommandons d'utiliser les images dédiées fournies par Alibaba Cloud. Ces images intègrent le pilote SGX et proposent un kit de développement Trusted Execution Environment (TEE) entièrement compatible avec le SDK Intel^® SGX. Cette section explique comment mettre en place un environnement de calcul confidentiel SGX. Les exemples suivants utilisent une image Alibaba Cloud Linux 2 (UEFI), Alibaba Cloud Linux 3 (UEFI) ou Ubuntu 22.04 (UEFI). Si vous utilisez des images Linux telles que CentOS, installez le pilote SGX et Platform SoftWare (PSW). Pour plus d'informations, consultez le guide Intel® SGX SW Installation Guide for Linux.

1. Installez les modules nécessaires à la construction de l'environnement de calcul confidentiel SGX.

   Image Alibaba Cloud Linux 2/3 (UEFI)

   1. (Requis) Installez le runtime SGX d'Alibaba Cloud.

      Remarque

      Lorsque vous créez une instance vSGX dans la console ECS, le runtime SGX d'Alibaba Cloud est automatiquement installé. Vous pouvez ignorer cette étape et installer directement le SDK TEE d'Alibaba Cloud.

      1. Importez le dépôt logiciel YUM (Yellowdog Updater Modified) pour le calcul confidentiel d'Alibaba Cloud.

         Remarque

         Remplacez [Region-ID] dans les URL suivantes par l'ID de région de votre instance vSGX :

         • L'URL publique du dépôt suit le format suivant : https://enclave-[Region-ID].oss-[Region-ID].aliyuncs.com/repo/alinux/enclave-expr.repo.

         • L'URL interne du dépôt suit le format suivant : https://enclave-[Region-ID].oss-[Region-ID]-internal.aliyuncs.com/repo/alinux/enclave-expr.repo.

         Vous pouvez également créer et exécuter un script pour importer le dépôt logiciel YUM dédié au calcul confidentiel d'Alibaba Cloud.

         1. Créez le script install_sgx_repo.sh :

            cat <<'EOF' > install_sgx_repo.sh
            ID=$(grep -w '^ID' /etc/os-release | awk -F= '{print $2}' | tr -d '"')
            VERSION_ID=$(grep -w '^VERSION_ID' /etc/os-release | awk -F= '{print $2}' | tr -d '"')
            
            # Query the region of the instance.
            token=$(curl -s -X PUT -H "X-aliyun-ecs-metadata-token-ttl-seconds: 5" "http://100.100.100.200/latest/api/token")
            region_id=$(curl -s -H "X-aliyun-ecs-metadata-token: $token" http://100.100.100.200/latest/meta-data/region-id)
            
            # Enable the Alibaba Cloud experimental repository for the instance if an Alibaba Cloud Linux 2 (UEFI) image is used.
            if [ "$ID" = "alinux" -a "$VERSION_ID" = "2.1903" ]; then
                sudo rpmkeys --import http://mirrors.cloud.aliyuncs.com/epel/RPM-GPG-KEY-EPEL-7
                sudo yum install -y alinux-release-experimentals
            fi
            
            yum install -y yum-utils && \
            yum-config-manager --add-repo \
            https://enclave-${region_id}.oss-${region_id}-internal.aliyuncs.com/repo/alinux/enclave-expr.repo
            
            EOF

         2. Importez le dépôt YUM pour le calcul confidentiel d'Alibaba Cloud :

            sudo bash ./install_sgx_repo.sh

      2. Installez le runtime SGX d'Alibaba Cloud.

         sudo yum install -y libsgx-ae-le libsgx-ae-pce libsgx-ae-qe3 libsgx-ae-qve \
         libsgx-aesm-ecdsa-plugin libsgx-aesm-launch-plugin libsgx-aesm-pce-plugin \
         libsgx-aesm-quote-ex-plugin libsgx-dcap-default-qpl libsgx-dcap-ql \
         libsgx-dcap-quote-verify libsgx-enclave-common libsgx-launch libsgx-pce-logic \
         libsgx-qe3-logic libsgx-quote-ex libsgx-ra-network libsgx-ra-uefi \
         libsgx-uae-service libsgx-urts sgx-ra-service sgx-aesm-service

         Remarque

         SGX Architectural Enclave Service Manager (AESM) sert à gérer des services tels que le démarrage de l'enclave, la configuration des clés et l'attestation distante. Le chemin d'installation par défaut de SGX AESM est /opt/intel/sgx-aesm-service.

   2. Installez le SDK TEE d'Alibaba Cloud.

      sudo yum install -y sgxsdk

   Le SDK TEE d'Alibaba Cloud est entièrement compatible avec le SDK Intel^® SGX. Une fois le SDK TEE d'Alibaba Cloud installé, vous pouvez consulter la documentation de référence pour développeurs Intel^® SGX afin de développer vos programmes SGX. Pour plus d'informations, reportez-vous au document Intel®SGX Developer Reference.

   Remarque

   Le chemin d'installation par défaut du SDK Intel^® SGX dans le SDK TEE d'Alibaba Cloud est /opt/alibaba/teesdk/intel/sgxsdk/.

   Image Ubuntu 22.04 (UEFI)

   1. Créez le script install_sgx_sdk.sh :

      cat <<'EOF' > install_sgx_sdk.sh
      #!/bin/bash
      
      version_id=$(cat /etc/os-release|grep "VERSION_ID"|cut -d"=" -f2|tr -d "\"")
      version_codename=$(cat /etc/os-release|grep "VERSION_CODENAME"|cut -d"=" -f2)
      apt-get update && DEBIAN_FRONTEND=noninteractive apt-get install -y build-essential dkms curl wget
      
      dcap_version=$(curl -s https://download.01.org/intel-sgx/latest/version.xml |grep dcap| sed -r 's/.*>(.*)<.*/\1/')
      linux_version=$(curl -s https://download.01.org/intel-sgx/latest/version.xml |grep linux| sed -r 's/.*>(.*)<.*/\1/')
      dcap_files=$(curl -s https://download.01.org/intel-sgx/latest/dcap-latest/linux/SHA256SUM_dcap_${dcap_version}.cfg)
      echo "${dcap_files}" | grep "ubuntu${version_id}-server" | awk '{print $2}' | xargs -I{} curl -O -J https://download.01.org/intel-sgx/latest/dcap-latest/linux/{}
      
      # install sgx_sdk
      bash sgx_linux_x64_sdk*.bin --prefix /opt/intel
      source /opt/intel/sgxsdk/environment
      
      # install psw
      echo "deb [arch=amd64] https://download.01.org/intel-sgx/sgx_repo/ubuntu ${version_codename} main" |  tee /etc/apt/sources.list.d/intelsgx.list
      wget -qO - https://download.01.org/intel-sgx/sgx_repo/ubuntu/intel-sgx-deb.key | apt-key add -
      apt-get update && DEBIAN_FRONTEND=noninteractive apt-get install -y libsgx-launch libsgx-urts libsgx-epid libsgx-quote-ex libsgx-dcap-ql libsgx-dcap-ql-dev
      systemctl enable --now aesmd.service
      EOF

   2. Exécutez le script pour installer le SDK Intel^® SGX et PSW :

      sudo bash ./install_sgx_sdk.sh

2. Configurez le service d'attestation distante SGX d'Alibaba Cloud.

   Le service d'attestation distante SGX d'Alibaba Cloud est entièrement compatible avec le service d'attestation distante basé sur l'algorithme de signature numérique à courbe elliptique (ECDSA) d'Intel^® SGX et avec le SDK Intel^® SGX. Les instances vSGX proposées par Alibaba Cloud peuvent obtenir la confiance des fournisseurs et producteurs distants grâce à l'attestation distante. Pour plus d'informations, consultez la page Attestation & Provisioning Services.

   Le service d'attestation distante SGX d'Alibaba Cloud fournit les informations suivantes relatives au SDK SGX :

   • Certificats SGX : les certificats SGX.

   • Liste de révocation : liste des certificats SGX révoqués.

   • Informations sur la base de calcul de confiance : informations concernant la racine de confiance.

   Remarque

   Intel Ice Lake prend uniquement en charge l'attestation distante basée sur Intel Software Guard Extensions Data Center Attestation Primitives (Intel SGX DCAP) et ne prend pas en charge celle basée sur Intel Enhanced Privacy ID (EPID). Vous devez adapter vos applications avant de pouvoir utiliser la fonctionnalité d'attestation distante. Pour plus d'informations sur l'attestation distante, consultez la documentation Strengthen Enclave Trust with Attestation.

   Le service d'attestation distante SGX d'Alibaba Cloud est déployé par région. Pour garantir une stabilité optimale, nous vous recommandons d'accéder au service déployé dans la même région que votre instance vSGX. Après l'installation du SDK Alibaba Cloud TEE, le fichier de configuration par défaut /etc/sgx_default_qcnl.conf est automatiquement généré pour le service d'attestation distante. Vous devez utiliser l'une des méthodes suivantes pour adapter ce fichier au service d'attestation distante SGX d'Alibaba Cloud de la région où l'instance vSGX est déployée.

   Remarque

   Le tableau suivant décrit les régions prenant en charge le service d'attestation distante SGX d'Alibaba Cloud.

   Région prise en charge	ID de région
   Chine (Qingdao)	cn-qingdao
   Chine (Pékin)	cn-beijing
   Chine (Zhangjiakou)	cn-zhangjiakou
   Chine (Ulanqab)	cn-wulanchabu
   Chine (Hangzhou)	cn-hangzhou
   Chine (Shanghai)	cn-shanghai
   Chine (Shenzhen)	cn-shenzhen
   Chine (Heyuan)	cn-heyuan
   Chine (Guangzhou)	cn-guangzhou
   Chine (Chengdu)	cn-chengdu
   Chine (Hong Kong)	cn-hongkong
   Singapour	ap-southeast-1
   Indonésie (Jakarta)	ap-southeast-5

   • (Méthode recommandée) Méthode 1 : Configurer automatiquement le fichier /etc/sgx_default_qcnl.conf.

     Exécutez les commandes suivantes pour configurer automatiquement le fichier /etc/sgx_default_qcnl.conf. Pour plus d'informations, consultez Accéder aux métadonnées de l'instance.

     # View the region of the instance.
     token=$(curl -s -X PUT -H "X-aliyun-ecs-metadata-token-ttl-seconds: 5" "http://100.100.100.200/latest/api/token")
     region_id=$(curl -s -H "X-aliyun-ecs-metadata-token: $token" http://100.100.100.200/latest/meta-data/region-id)
     
     # Specify the URL of Alibaba Cloud Provisioning Certificate Caching Service (PCCS) for the region in which the instance is deployed.
     PCCS_URL=https://sgx-dcap-server-vpc.${region_id}.aliyuncs.com/sgx/certification/v4/
     sudo bash -c 'cat > /etc/sgx_default_qcnl.conf' << EOF
     # PCCS server address
     PCCS_URL=${PCCS_URL}
     # To accept insecure HTTPS cert, set this option to FALSE
     USE_SECURE_CERT=TRUE
     EOF

   • Méthode 2 : Modifier manuellement le fichier /etc/sgx_default_qcnl.conf.

     • Si l'instance vSGX dispose d'une adresse IP publique, remplacez la configuration du fichier /etc/sgx_default_qcnl.conf par le contenu suivant. Remplacez [Region-ID] par l'ID de région de l'instance vSGX.

       # PCCS server address
       PCCS_URL=https://sgx-dcap-server.[Region-ID].aliyuncs.com/sgx/certification/v4/
       # To accept insecure HTTPS cert, set this option to FALSE
       USE_SECURE_CERT=TRUE

     • Si l'instance vSGX se trouve dans un VPC et ne dispose que d'adresses IP internes, remplacez la configuration du fichier /etc/sgx_default_qcnl.conf par le contenu suivant. Remplacez [Region-ID] par l'ID de région de l'instance vSGX.

       # PCCS server address
       PCCS_URL=https://sgx-dcap-server-vpc.[Region-ID].aliyuncs.com/sgx/certification/v4/
       # To accept insecure HTTPS cert, set this option to FALSE
       USE_SECURE_CERT=TRUE

Exemple 1 : Démarrer un enclave

Exemple 2 : Utiliser le service d'attestation distante SGX

Le SDK Alibaba Cloud TEE fournit du code exemple SGX pour vérifier la fonctionnalité SGX. Par défaut, le code est stocké dans le répertoire /opt/alibaba/teesdk/intel/sgxsdk/SampleCode. Cette section explique comment utiliser le service d'attestation distante SGX. Cet exemple utilise une image Alibaba Cloud Linux 2 (UEFI) ou Alibaba Cloud Linux 3 (UEFI).

Le résultat attendu est la génération d'un quote à l'aide du fichier QuoteGenerationSample, suivi de sa vérification avec le fichier QuoteVerificationSample. L'exemple implique deux parties : la partie défiée (programmes SGX exécutés dans l'instance vSGX) et la partie défieuse (celle qui souhaite vérifier si les programmes SGX sont fiables). Dans cet exemple, le fichier de code exemple nommé QuoteGenerationSample est utilisé par la partie défiée pour générer un quote, et le fichier nommé QuoteVerificationSample est utilisé par la partie défieuse pour vérifier le quote.

1. Installez un compilateur.

   • Si vous utilisez une image Alibaba Cloud Linux 2 (UEFI), installez devtoolset.

     1. Installez devtoolset.

        sudo yum install -y devtoolset-9

     2. Configurez les variables d'environnement liées à devtoolset.

        source /opt/rh/devtoolset-9/enable

   • Si vous utilisez une image Alibaba Cloud Linux 3 (UEFI), installez Development Tools.

     sudo yum groupinstall -y "Development Tools"

2. Configurez les variables d'environnement liées au SDK SGX.

   source /opt/alibaba/teesdk/intel/sgxsdk/environment

3. Installez le package de dépendances pour l'attestation distante SGX.

   sudo yum install -y libsgx-dcap-ql-devel libsgx-dcap-quote-verify-devel libsgx-dcap-default-qpl-devel

4. Compilez le code exemple du fichier QuoteGenerationSample utilisé par la partie défiée.

   1. Accédez au répertoire QuoteGenerationSample.

      cd /opt/alibaba/teesdk/intel/sgxsdk/SampleCode/QuoteGenerationSample

   2. Compilez le code exemple du fichier QuoteGenerationSample.

      sudo -E make

5. Exécutez le fichier exécutable compilé pour générer un quote.

   sudo ./app

   Si la sortie de commande suivante s'affiche, la vérification du quote a réussi.

   [ecs-user@iZ2ze4xxx QuoteGenerationSample]$ sudo ./app
   [APP] Info: sgx_qe_set_enclave_load_policy is valid in in-proc mode only and it is optional: the default enclave load policy is persistent
   [APP] Info: set the enclave load policy as persistent
   [APP] Step1: Call sgx_qe_get_target_info:
   [APP] succeed!
   [APP] Step2: Call create_app_report
   [APP] Step3: Call sgx_qe_get_quote_size
   [APP] Step4: Call sgx_qe_get_quote
   [APP] cert_key_type = 0x5
   [APP] Info: sgx_qe_cleanup_by_policy is valid in in-proc mode only.
   [APP] Info: Clean up the enclave load policy

6. Compilez le code exemple du fichier QuoteVerificationSample utilisé par la partie défieuse.

   1. Accédez au répertoire QuoteVerificationSample.

      cd /opt/alibaba/teesdk/intel/sgxsdk/SampleCode/QuoteVerificationSample

   2. Compilez le code exemple du fichier QuoteVerificationSample.

      sudo -E make

7. Signez l'enclave QuoteVerificationSample.

   Pour publier une version officielle d'une enclave, vous devez fournir la clé de signature pour signer l'enclave.

   sudo sgx_sign sign -key Enclave/Enclave_private_sample.pem -enclave enclave.so -out enclave.signed.so -config Enclave/Enclave.config.xml

   Remarque

   Si le message d'erreur Failed to open file "Enclave/Enclave_private_sample.pem" s'affiche, exécutez la commande suivante pour re-signer :

   sudo sgx_sign sign -key ../QuoteGenerationSample/Enclave/Enclave_private_sample.pem -enclave enclave.so -out enclave.signed.so -config Enclave/Enclave.config.xml

8. Exécutez le fichier exécutable compilé pour vérifier le quote.

   sudo ./app

   Si la sortie de commande suivante s'affiche, la vérification du quote a réussi.

   [ecs-user@iZ2zxxx QuoteVerificationSample]$ sudo ./app
   [APP] Info: ECDSA quote path: ../QuoteGenerationSample/quote.dat
   
     Trusted quote verification:
   [APP] Info: get target info successfully returned.
   [APP] Info: sgx_qv_set_enclave_load_policy successfully returned.
   [APP] Info: tee_get_quote_supplemental_data_version_and_size successfully returned.
   [APP] Info: latest supplemental data major version: 3, minor version: 3

Des fuites de mémoire peuvent survenir sur le pilote SGX fourni avec Alibaba Cloud Linux 2 dont la version du noyau est 4.19.91-23.al7.x86_64. Ce problème est corrigé dans la dernière version. Nous vous recommandons de mettre à jour le noyau vers la dernière version. Si vous souhaitez continuer à utiliser cette version antérieure du noyau, nous vous recommandons d'exécuter les commandes suivantes pour installer les correctifs et éviter ce problème :

sudo yum install -y alinux-release-experimentals && \
sudo yum install -y kernel-hotfix-5577959-23.al7.x86_64