题目： Glamdring: Automatic Application Partitioning for Intel SGX

作者： Joshua Lind, Christian Priebe, Divya Muthukumaran, Dan O’Keeffe, Pierre-Louis Aublin, Florian Kelbert, Tobias Reiher, David Goltzsche, David M. Eyers, Rüdiger Kapitza, Christof Fetzer, Peter R. Pietzuch

单位： Imperial College London, TU Dresden, TU Braunschweig, University of Otago, TU Braunschweig

出版： USENIX Annual Technical Conference 2017

导读：

• 该工作借助静态分析手段，根据用户标记的隐私数据自动找出安全相关代码。 （笔者注：这本是数据流分析中常见做法，本工作将其与SGX结合，找到新的用武之地。）

解决问题：

1. 之前使用CPU硬件保护数据中心隐私数据的工作的TCB都太大；
2. 作者认为，之前有些工作（VC3、Moat）对enclave内的代码和外界交互做了太多限制，不通用不方便（limits the applicability of trusted execution mechanisms for arbitrary applications）；
3. 作者洞见（observation），人工找出的安全相关代码并不见得是最小集，旨在最小化TCB；
4. 笔者认为，根据Intel给出的SDK和工具链，需要人工标注可信和不可信接口，对现有大型程序的移植是个难题。本工作的创新和贡献点很棒。

方案：

见原文图2。

• 用户标注好自己要保护的数据，Glamdring自动将程序分成可信/不可信两组：
  1. 根据数据流分析找出相关函数；
  2. 使用逆向切片（backward slicing）保证数据完整性；
  3. 基于 LLVM/Clang，Glamdring将找到的安全相关函数放入enclave中，自动生成entry/exit点，添加内存检查代码和运行时检查（不变式），用加密保证安全，该步会增加TCB。

注：静态分析得出程序依赖图，人工标注类似污点分析。

威胁模型：

• 和之前针对不可信云的工作假设一致。

设计： 见原文图1。

1. 第一类是在Enclave内的全系统级别：Haven、SCONE以及Graphene，包含了安全无关代码，TCB太大；另外，SGX自身的限制无法克服，SCONE容器无法支持fork系统调用。
2. 第二类是预定义好交互接口的，TCB很小，如VC3。但使用场景有限，不及第一类通用。
3. 第三类是想针对不同应用或使用场景进行合理划分，同时省去人工编写EDL（Intel工具链提供的针对安全接口声明的DSL）的成本。

攻击场景：

这里主要考虑静态工具作用：

1. 接口攻击：函数不变式等；
2. Enclave调用重排攻击：数据流与控制流依赖关系；
3. Iago攻击：返回值不变式；
4. 重放攻击：加密与版本校验（freshness）；
5. Enclave代码漏洞：静态检查与预防。

实验：

1. Memcached
2. LibreSSL
3. Digital Bitbox bitcoin wallet
   • TCB增加：22%–40%
   • 开销引入： 0.3×–0.8×

体会：

• 强烈推荐给PL组精读。思路和行文非常值得借鉴。文中给出不少代码片段，很有启发作用。

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