Security is one of the main challenges of the Internet of Things (IoT). IoT devices are mainly powered by low-cost microcontrollers (MCUs) that typically lack basic hardware security mechanisms to separate security-critical applications from less critical components. Recently, Arm has started to release Cortex-M MCUs enhanced with TrustZone technology (i.e., TrustZone-M), a system-wide security solution aiming at providing robust protection for IoT devices. Trusted Execution Environments (TEEs) relying on TrustZone hardware have been perceived as safe havens for securing mobile devices. However, for the past few years, considerable effort has gone into unveiling hundreds of vulnerabilities and proposing a collection of relevant defense techniques to address several issues. While new TEE solutions built on TrustZone-M start flourishing, the lessons gathered from the research community appear to be falling short, as these new systems are trapping into the same pitfalls of the past. In this paper, we present uTango, the first multi-world TEE for modern IoT devices. uTango proposes a novel architecture aiming at tackling the major architectural deficiencies currently affecting TrustZone(-M)-assisted TEEs. In particular, we leverage the very same TrustZone hardware primitives used by dual-world implementations to create multiple and equally secure execution environments within the normal world. We demonstrate the benefits of uTango by conducting an extensive evaluation on a real TrustZone-M hardware platform, i.e., Arm Musca-B1. uTango will be open-sourced and freely available on GitHub in hopes of engaging academia and industry on securing the foreseeable trillion IoT devices.


翻译:互联网安全是互联网安全的主要挑战之一。 互联网安全设备主要是由低成本微控制器(MCUs)驱动的,这些小控制器通常缺乏基本的硬件安全机制,将安全关键应用程序与不太关键的部件分离。 最近,Arm开始释放Cortex-M MCUs, 信任区技术(即 TrustZone-M)强化了Cortex-M M CUs,这是一个全系统的安全解决方案,旨在为互联网设备提供强有力的保护。信任的执行环境(TEES)被广泛视为保障移动设备安全的避风港。然而,在过去几年里,已经作出相当大的努力,揭露了数百个薄弱环节,并提出了解决若干问题的相关防御技术汇编。虽然在信任区M(即 TrustZone-M)技术上建立的新的TEE解决方案开始蓬勃发展,但从研究界获得的教训似乎越来越少,因为这些新系统正在陷入过去的陷阱。 在本文中,我们介绍的OuTango公司是现代互联网设备的首个多世界 TeTE的避风港。 uTango公司提出,一个当前在Siral-deal Trust公司内部运行一个新的平台,旨在解决主要建筑信任区的安全缺陷。

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