什么是 OP-TEE？

在当今高度互联的世界中，安全性变得尤为重要。无论是智能手机、物联网设备还是支付终端，都需要一种机制来保护敏感数据和代码的安全执行。OP-TEE（Open Portable Trusted Execution Environment）就是这样一个开源框架，它通过提供可信执行环境（Trusted Execution Environment, TEE），帮助开发者构建安全的嵌入式系统。

什么是 TEE？

TEE 是一个硬件隔离的小型操作系统，它与设备的主操作系统（称为普通世界）并行运行，但与其隔离。TEE 的主要任务是确保关键数据和应用的安全，例如加密密钥、用户认证和支付系统。

普通世界通常是 Android、Linux 或其他类似操作系统，主要负责处理常规任务。TEE 则运行在一个称为安全世界的隔离区域中，处理与安全相关的敏感任务。

OP-TEE 的作用是什么？

OP-TEE（Open-source Portable Trusted Execution Environment）是一个专注于 TEE 的开源实现。该项目最初由意法半导体（ST）和爱立信发起，是一个专门的解决方案，后来由意法半导体拥有和维护。2014年，Linaro 开始与意法半导体合作，逐步将这个专有的 TEE 解决方案转换成一个开源的 TEE 解决方案。现在由 Linaro 开发和维护。

OP-TEE 主要包括以下几个部分：

Secure world OS（optee_os）：运行在安全世界的操作系统
Normal world client（optee_client）：运行在普通世界的客户端
Test suite（optee_test/xtest）：测试套件
Linux 驱动部分：Linux 内核中的 OP-TEE 驱动

它提供了一套完整的工具和库，使开发者可以轻松地在 TEE 中构建、部署和运行安全应用程序。

OP-TEE 的特点包括：

开源和可定制： OP-TEE 是完全开源的（遵循 BSD 许可证），这使得开发者可以查看代码、了解内部机制并根据需要进行修改。
跨平台支持：它支持多种硬件架构，例如 ARM TrustZone，这是目前广泛用于嵌入式设备的硬件安全技术。
轻量级和模块化： OP-TEE 的设计轻量，适合资源有限的嵌入式设备，并且模块化的架构使得功能扩展更加简单。
安全性强：它通过硬件隔离技术确保安全世界和普通世界互不干扰。即使普通世界被攻击，安全世界中的数据依然可以保持完整性和保密性。

OP-TEE 的架构

OP-TEE 架构

OP-TEE 的架构基于 ARM TrustZone 技术。ARM 公司提出的 TrustZone 技术是用一根安全总线（称为 NS 位）来判断系统当前处于 secure world 还是 non-secure world 状态，状态的切换由 ATF（ARM Trusted Firmware）来完成。

OP-TEE TrustZone

当处于 secure world 状态时，就会执行 TEE OS 部分的程序；当处于 non-secure world 状态时，就会执行 Linux kernel 部分的程序。

OP-TEE 的架构可以分为三部分：

普通世界（Normal World）：普通世界运行 Linux 或其他常规操作系统，用户可以通过普通世界的 API 调用 TEE 的功能。
安全世界（Secure World）： OP-TEE 的核心组件运行在这个隔离环境中，处理安全应用的执行和管理。
通信机制：普通世界与安全世界通过一个称为 Secure Monitor Call (SMC) 的机制进行通信。这是一种高效的调用方式，确保数据在传输过程中不被篡改或泄露。

Linux 内核是不能直接访问 TEE 的，只能通过特定的 TA（Trust Application，可信应用）和 CA（Client Application，客户端应用）来访问 TEE 部分特定的资源。TA 可用于处理保密资料，例如信用卡 PIN 码、账户密码、用户个人资料，以及受 DRM（Digital Rights Management，数字版权管理）保护的媒体等。

OP-TEE 的实际应用

OP-TEE 的应用场景非常广泛，包括但不限于以下领域：

移动支付： OP-TEE 保护敏感的支付信息，例如银行卡信息、支付认证码等。
数字版权管理（DRM）：它可以用于保护视频或音乐内容，防止未经授权的复制和分发。
身份认证：包括生物识别（如指纹和面部识别）的数据保护，以及用户凭证的安全存储和验证。
物联网安全：在智能家居和工业物联网设备中，OP-TEE 能够为设备提供安全通信和数据保护。

为什么选择 OP-TEE？

易于开发： OP-TEE 提供了一整套开发工具和示例，使得开发者可以快速上手构建安全应用。
强大的社区支持：作为一个开源项目，OP-TEE 拥有一个活跃的开发者社区，他们定期提供更新和支持，解决实际开发中的问题。
与 ARM TrustZone 的无缝集成： OP-TEE 针对 ARM TrustZone 优化，能够充分发挥硬件的安全特性。

如何入门 OP-TEE？

如果你对 OP-TEE 感兴趣，可以按照以下步骤开始学习和使用：

获取源码：从 OP-TEE 的 GitHub 仓库下载源代码。
- 官方网站：https://www.op-tee.org
- GitHub：https://github.com/OP-TEE
设置开发环境： OP-TEE 提供了详细的文档，指导如何在支持的硬件平台（例如 Raspberry Pi、QEMU 模拟器）上安装和运行。
编写和测试安全应用：使用 OP-TEE 提供的 API 编写 TA（Trusted Application，即可信应用），然后在 TEE 中测试和验证其功能。
阅读社区资源：参与社区讨论，查看论坛和教程，可以帮助你快速解决开发中的问题。

如何确认硬件是否支持 OP-TEE？

在 Linux 系统上，判断是否支持 OP-TEE 主要涉及确认硬件是否支持 TrustZone，以及检查系统软件是否已启用 OP-TEE 支持。以下是具体的步骤：

硬件支持检查

OP-TEE 通常依赖 ARM TrustZone 技术，因此需要确认硬件是否支持 TrustZone。执行以下命令检查 CPU 的架构信息：
```
cat /proc/cpuinfo
```
在输出中查找 Features 一项，确认是否包含 secure 或 TrustZone 相关的标记。例如：
```
Features : fp asimd evtstrm aes pmull sha1 sha2 crc32 atomics secure
```
如果你的硬件平台明确支持 ARM TrustZone（如大部分 ARM Cortex-A 系列处理器），则可以继续后续检查。
查看设备树（Device Tree）

在支持 OP-TEE 的设备上，设备树文件（DTB 文件）通常会有与 OP-TEE 相关的节点。可以通过以下命令查看当前加载的设备树：
```
dtc -I fs /proc/device-tree | grep -i optee
```
如果输出中包含 optee 的相关信息，则表明系统已配置 OP-TEE 支持。例如：
```
optee@10100000 {
    compatible = "linaro,optee-tz";
}
```
检查内核模块

OP-TEE 通常需要内核驱动程序（optee 模块）支持，可以通过以下命令检查内核是否加载了该模块：
```
lsmod | grep optee
```
如果输出显示了 optee 模块，说明内核已加载 OP-TEE 支持模块。例如：
```
optee 16384  0
```
如果未加载，可以尝试手动加载：
```
modprobe optee
```
验证 /dev/tee* 设备节点

OP-TEE 在系统中通常以字符设备形式存在，默认路径为 /dev/tee* 或 /dev/tee0。执行以下命令检查：
```
ls /dev/tee*
```
如果存在 /dev/tee0 或类似设备节点，则表示 OP-TEE 驱动已正确运行。
检查 OP-TEE Client API

OP-TEE 提供用户态的客户端库（libteec.so）和工具，通常通过 OP-TEE Client 项目安装。执行以下命令检查：
```
ldconfig -p | grep libteec
```
如果输出包含 libteec.so，说明用户态已安装 OP-TEE 的客户端支持。

如果未安装 OP-TEE Client，可以通过以下方法安装：
```
sudo apt install optee-client
```
测试 TEE 通信

可以使用 OP-TEE 的 xtest 工具测试 TEE 通信是否正常工作。

首先需要安装 xtest 工具，你可以从 OP-TEE 的 GitHub 项目中获取预编译的工具或自行编译：
```
git clone https://github.com/OP-TEE/optee_test.git
cd optee_test
make
```
执行以下命令进行测试：
```
./xtest
```
如果测试通过并返回成功结果，表明 OP-TEE 在系统上运行正常。

总结

OP-TEE 是构建安全嵌入式系统的强大工具，它提供了一个开源、灵活、高效的可信执行环境。无论是保护用户数据，还是构建复杂的安全应用，OP-TEE 都可以为开发者提供坚实的基础。如果你对嵌入式系统和安全开发感兴趣，OP-TEE 是一个不可错过的技术框架。

什么是 TEE？​

OP-TEE 的作用是什么？​

OP-TEE 的架构​

OP-TEE 的实际应用​

为什么选择 OP-TEE？​

如何入门 OP-TEE？​

如何确认硬件是否支持 OP-TEE？​

总结​