Elastic Compute Service:Build an SGX confidential computing environment

Etapa 2: Criar um ambiente de computação confidencial SGX

Antes de desenvolver programas SGX, instale o runtime e o SDK do SGX em uma instância vSGX e configure o service de atestação remota. Para garantir uma melhor experiência de uso, recomendamos utilizar as imagens dedicadas fornecidas pela Alibaba Cloud. Essas imagens já incluem o driver SGX e oferecem um SDK de Ambiente de Execução Confiável (TEE) totalmente compatível com o Intel^® SGX SDK. Esta seção descreve como criar um ambiente de computação confidencial SGX. Os exemplos a seguir utilizam uma imagem Alibaba Cloud Linux 2 (UEFI) ou Alibaba Cloud Linux 3 (UEFI) e uma imagem Ubuntu 22.04 (UEFI). Se você utilizar imagens Linux como CentOS, instale o driver SGX e o Platform SoftWare (PSW). Para mais informações, consulte Intel® SGX SW Installation Guide for Linux.

1. Instale os módulos necessários para criar o ambiente de computação confidencial SGX.

   Imagem Alibaba Cloud Linux 2/3 (UEFI)

   1. (Obrigatório) Instale o runtime SGX da Alibaba Cloud.

      Nota

      Ao criar uma instância vSGX no console ECS, o runtime SGX da Alibaba Cloud é instalado automaticamente. Você pode pular esta etapa e instalar o Alibaba Cloud TEE SDK.

      1. Importe o repositório de software Yellowdog Updater Modified (YUM) para computação confidencial da Alibaba Cloud.

         Nota

         Substitua [Region-ID] nas URLs a seguir pelo ID da região da instância vSGX:

         • A URL pública do repositório tem o seguinte formato: https://enclave-[Region-ID].oss-[Region-ID].aliyuncs.com/repo/alinux/enclave-expr.repo.

         • A URL interna do repositório tem o seguinte formato: https://enclave-[Region-ID].oss-[Region-ID]-internal.aliyuncs.com/repo/alinux/enclave-expr.repo.

         Também é possível criar e executar um script para importar o repositório de software YUM para computação confidencial da Alibaba Cloud.

         1. Crie o 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. Importe o repositório YUM para computação confidencial da Alibaba Cloud:

            sudo bash ./install_sgx_repo.sh

      2. Instale o runtime SGX da 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

         Nota

         O SGX Architectural Enclave Service Manager (AESM) gerencia services como início de enclave, configuração de chaves e atestação remota. O caminho de instalação padrão do SGX AESM é /opt/intel/sgx-aesm-service.

   2. Instale o Alibaba Cloud TEE SDK.

      sudo yum install -y sgxsdk

   O Alibaba Cloud TEE SDK é totalmente compatível com o Intel^® SGX SDK. Após instalar o Alibaba Cloud TEE SDK, consulte a Referência do Desenvolvedor Intel^® SGX para desenvolver programas SGX. Para mais informações, consulte Intel®SGX Developer Reference.

   Nota

   O caminho de instalação padrão do Intel^® SGX SDK no Alibaba Cloud TEE SDK é /opt/alibaba/teesdk/intel/sgxsdk/.

   Imagem Ubuntu 22.04 (UEFI)

   1. Crie o 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. Execute o script para instalar o Intel^® SGX SDK e o PSW:

      sudo bash ./install_sgx_sdk.sh

2. Configure o service de atestação remota SGX da Alibaba Cloud.

   O service de atestação remota SGX da Alibaba Cloud é totalmente compatível com o service de atestação remota baseado no algoritmo de assinatura digital de curva elíptica (ECDSA) do Intel^® SGX e com o Intel^® SGX SDK. As instâncias vSGX fornecidas pela Alibaba Cloud podem obter confiança de provedores e produtores remotos por meio da atestação remota. Para mais informações, consulte Attestation & Provisioning Services.

   O service de atestação remota SGX da Alibaba Cloud fornece as seguintes informações sobre o SGX SDK:

   • Certificados SGX: os certificados do SGX.

   • Lista de revogação: uma lista de certificados SGX revogados.

   • Informações da base de computação confiável: informações sobre a raiz de confiança.

   Nota

   O Intel Ice Lake suporta apenas atestação remota baseada em Intel Software Guard Extensions Data Center Attestation Primitives (Intel SGX DCAP) e não suporta atestação remota baseada em Intel Enhanced Privacy ID (EPID). É necessário adaptar os aplicativos antes de usar o recurso de atestação remota. Para mais informações sobre atestação remota, consulte Strengthen Enclave Trust with Attestation.

   O service de atestação remota SGX da Alibaba Cloud é implantado por região. Para garantir estabilidade ideal, recomendamos acessar o service implantado na mesma região da sua instância vSGX. Após instalar o Alibaba Cloud TEE SDK, o arquivo de configuração padrão /etc/sgx_default_qcnl.conf é gerado automaticamente para o service de atestação remota. Utilize um dos métodos a seguir para adaptar o arquivo ao service de atestação remota SGX da Alibaba Cloud na região onde a instância vSGX está implantada.

   Nota

   A tabela a seguir descreve as regiões onde o service de atestação remota SGX da Alibaba Cloud é suportado.

   Região suportada	ID da região
   China (Qingdao)	cn-qingdao
   China (Beijing)	cn-beijing
   China (Zhangjiakou)	cn-zhangjiakou
   China (Ulanqab)	cn-wulanchabu
   China (Hangzhou)	cn-hangzhou
   China (Shanghai)	cn-shanghai
   China (Shenzhen)	cn-shenzhen
   China (Heyuan)	cn-heyuan
   China (Guangzhou)	cn-guangzhou
   China (Chengdu)	cn-chengdu
   China (Hong Kong)	cn-hongkong
   Singapore	ap-southeast-1
   Indonesia (Jakarta)	ap-southeast-5

   • (Recomendado) Método 1: Configurar automaticamente o arquivo /etc/sgx_default_qcnl.conf.

     Execute os comandos a seguir para configurar automaticamente o arquivo /etc/sgx_default_qcnl.conf. Para mais informações, consulte Access instance metadata.

     # 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

   • Método 2: Modificar manualmente o arquivo /etc/sgx_default_qcnl.conf.

     • Se a instância vSGX tiver um endereço IP público atribuído, altere as configurações no arquivo /etc/sgx_default_qcnl.conf para o conteúdo a seguir. Substitua [Region-ID] pelo ID da região da instância 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

     • Se a instância vSGX estiver em uma virtual private cloud (VPC) e possuir apenas endereços IP internos, altere as configurações no arquivo /etc/sgx_default_qcnl.conf para o conteúdo a seguir. Substitua [Region-ID] pelo ID da região da instância 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

Exemplo 1: Iniciar um enclave

Exemplo 2: Usar o service de atestação remota SGX

O Alibaba Cloud TEE SDK fornece código de exemplo SGX para verificar o recurso SGX. Por padrão, o código está armazenado no diretório /opt/alibaba/teesdk/intel/sgxsdk/SampleCode. Esta seção descreve como usar o service de atestação remota SGX. Neste exemplo, utiliza-se uma imagem Alibaba Cloud Linux 2 (UEFI) ou Alibaba Cloud Linux 3 (UEFI).

O resultado esperado é a geração de uma citação (quote) usando o arquivo QuoteGenerationSample e sua verificação usando o arquivo QuoteVerificationSample. O exemplo envolve a parte desafiada (programas SGX executados na instância vSGX) e a parte desafiadora (a parte que deseja verificar se os programas SGX são confiáveis). Neste exemplo, o arquivo de código de exemplo chamado QuoteGenerationSample é usado pela parte desafiada para gerar uma citação, e o arquivo de código de exemplo chamado QuoteVerificationSample é usado pela parte desafiadora para verificar a citação.

1. Instale um compilador.

   • Se for utilizada uma imagem Alibaba Cloud Linux 2 (UEFI), instale o devtoolset.

     1. Instale o devtoolset.

        sudo yum install -y devtoolset-9

     2. Configure as variáveis de ambiente relacionadas ao devtoolset.

        source /opt/rh/devtoolset-9/enable

   • Se for utilizada uma imagem Alibaba Cloud Linux 3 (UEFI), instale o Development Tools.

     sudo yum groupinstall -y "Development Tools"

2. Configure as variáveis de ambiente relacionadas ao SGX SDK.

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

3. Instale o pacote de dependências da atestação remota SGX.

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

4. Compile o código de exemplo no arquivo QuoteGenerationSample usado pela parte desafiada.

   1. Acesse o diretório QuoteGenerationSample.

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

   2. Compile o código de exemplo no arquivo QuoteGenerationSample.

      sudo -E make

5. Execute o arquivo executável compilado para gerar uma citação.

   sudo ./app

   Se a seguinte saída de comando for retornada, a verificação da citação foi bem-sucedida.

   [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. Compile o código de exemplo no arquivo QuoteVerificationSample usado pela parte desafiadora.

   1. Acesse o diretório QuoteVerificationSample.

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

   2. Compile o código de exemplo no arquivo QuoteVerificationSample.

      sudo -E make

   3. Assine o enclave QuoteVerificationSample.

      Para lançar uma versão oficial de um enclave, é necessário fornecer a chave de assinatura para assinar o enclave.

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

      Nota

      Se a mensagem de erro Failed to open file "Enclave/Enclave_private_sample.pem" aparecer, execute o comando a seguir para reassinar a assinatura:

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

   4. Execute o arquivo executável compilado para verificar a citação.

      sudo ./app

      Se a seguinte saída de comando for retornada, a verificação da citação foi bem-sucedida.

      [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

   Atualizar o SGX SDK, PSW e software DCAP

   A pilha de software Intel^® SGX inclui SGX SDK, SGX PSW e SGX Data Center Attestation Primitives (DCAP). Para garantir segurança ideal, recomendamos atualizar as versões do software regularmente. Neste exemplo, utiliza-se uma imagem Alibaba Cloud Linux 3 UEFI para atualizar os pacotes de software SGX SDK, SGX PSW e SGX DCAP.

   1. Atualize o software SGX SDK, SGX PSW e SGX DCAP.

      sudo rpm -qa --qf "%{NAME}\n"|grep -E "sgxsdk|libsgx-|libtdx-|^sgx-|^tdx-"|sudo xargs bash -c '</dev/tty yum update "$@"' _

   2. Visualize as versões do software SGX SDK, SGX PSW e SGX DCAP.

      1. Visualize as versões do software SGX SDK e SGX PSW.

         sudo rpm -qa|grep -E "sgxsdk|sgx-aesm-service|libsgx-(ae-epid|ae-le|ae-pce|aesm|enclave|epid|headers|launch|quote-ex|uae-service|urts)"

         A seguinte saída de comando é retornada.

         [ecs-user@iZ2zexxxxxxxxxxxxx /]$ sudo rpm -qa|grep -E "sgxsdk|sgx-aesm-service|libsgx-(ae-epid|ae-le|ae-pce|aesm|enclave|epid|headers|launch|quote-ex|uae-service|urts)"
         sgx-aesm-service-2.23.100.2-1.al8.x86_64
         libsgx-epid-2.23.100.2-1.al8.x86_64
         libsgx-ae-pce-2.23.100.2-1.al8.x86_64
         libsgx-ae-le-2.23.100.2-1.al8.x86_64
         libsgx-aesm-launch-plugin-2.23.100.2-1.al8.x86_64
         libsgx-launch-2.23.100.2-1.al8.x86_64
         libsgx-enclave-common-2.23.100.2-1.al8.x86_64
         libsgx-urts-2.23.100.2-1.al8.x86_64
         libsgx-aesm-pce-plugin-2.23.100.2-1.al8.x86_64
         libsgx-aesm-ecdsa-plugin-2.23.100.2-1.al8.x86_64
         libsgx-aesm-quote-ex-plugin-2.23.100.2-1.al8.x86_64
         libsgx-quote-ex-2.23.100.2-1.al8.x86_64
         libsgx-uae-service-2.23.100.2-1.al8.x86_64
         sgxsdk-2.23.100.2-1.al8.x86_64
         libsgx-headers-2.23.100.2-1.al8.x86_64

      2. Visualize a versão do software SGX DCAP.

         sudo rpm -qa|grep -E "sgx-(dcap-pccs|pck|ra-service)|libsgx-(ae-id-enclave|ae-qe3|ae-qve|ae-tdqe|dcap|pce-logic|qe3-logic|ra-|tdx-)|libtdx-|^tdx-"

         A seguinte saída de comando é retornada.

         [ecs-user@iZ2zexxxxxxxxxxxxx /]$ sudo rpm -qa|grep -E "sgx-(dcap-pccs|pck|ra-service)|libsgx-(ae-id-enclave|ae-qe3|ae-qve|ae-tdqe|dcap|pce-logic|qe3-logic|ra-|tdx-)|libtdx-|^tdx-"
         libsgx-ra-uefi-1.20.100.2-1.al8.x86_64
         libsgx-ra-network-1.20.100.2-1.al8.x86_64
         libsgx-ae-qve-1.20.100.2-1.al8.x86_64
         libsgx-ae-qe3-1.20.100.2-1.al8.x86_64
         libsgx-pce-logic-1.20.100.2-1.al8.x86_64
         libsgx-dcap-quote-verify-1.20.100.2-1.al8.x86_64
         libsgx-ae-id-enclave-1.20.100.2-1.al8.x86_64
         libsgx-qe3-logic-1.20.100.2-1.al8.x86_64
         libsgx-dcap-ql-1.20.100.2-1.al8.x86_64
         sgx-ra-service-1.20.100.2-1.al8.x86_64
         libsgx-dcap-default-qpl-1.20.100.2-2.al8.x86_64
         libsgx-dcap-ql-devel-1.20.100.2-1.al8.x86_64
         libsgx-dcap-quote-verify-devel-1.20.100.2-1.al8.x86_64
         libsgx-dcap-default-qpl-devel-1.20.100.2-2.al8.x86_64

   Problemas conhecidos

   Podem ocorrer vazamentos de memória no driver SGX que acompanha o Alibaba Cloud Linux 2 com versão de kernel 4.19.91-23.al7.x86_64. Esse problema foi corrigido na versão mais recente. Recomendamos atualizar o kernel para a versão mais recente. Se desejar continuar usando esta versão anterior do kernel, recomendamos executar os comandos a seguir para instalar patches e evitar esse problema:

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