如何通过 OP-TEE 使用 MA35D1 TSI 实现内存块的安全监控功能？

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通过 OP-TEE 使用 MA35D1 TSI 实现内存块安全监控

步骤概览：

1. 启用并配置 TSI 模块


2. 在 OP-TEE 中添加 TSI 驱动


3. 实现安全监控逻辑


4. 处理中断并触发安全响应


5. REE 端交互（可选）

详细步骤：

1. 启用并配置 TSI 模块

在 ARM TrustZone 架构中，TSI 硬件模块负责监控内存访问：

// OP-TEE core 初始化阶段（core/arch/arm/plat-nuvoton/...）

void init_tsi(void)

{

    /* 1. 启用 TSI 时钟 */

    io_write32(CLK_BASE + CLK_TSI_EN, 0x1);



    /* 2. 配置监控的内存范围 */

    io_write32(TSI_BASE + TSI_ADDR_START, 0x80000000); // 起始地址

    io_write32(TSI_BASE + TSI_ADDR_END,   0x8000FFFF); // 结束地址



    /* 3. 设置触发条件 */

    uint32_t ctrl = (1 << 0) |   // 使能模块

                   (1 << 3) |   // 监控非安全世界访问

                   (1 << 5);    // 写操作触发

    io_write32(TSI_BASE + TSI_CTRL, ctrl);

}

2. OP-TEE 驱动实现（core/drivers/sec_monitor.c）

static enum itr_return tsi_irq_handler(struct itr_handler *h)

{

    /* 读取中断状态 */

    uint32_t status = io_read32(TSI_BASE + TSI_STATUS);



    if (status & VIOLATION_EVENT) {

        /* 获取违规地址 */

        uint32_t fault_addr = io_read32(TSI_BASE + TSI_FAULT_ADDR);



        /* 安全处理 */

        handle_security_violation(fault_addr);



        /* 清除中断标志 */

        io_write32(TSI_BASE + TSI_STATUS, status);

        return ITRR_HANDLED;

    }

    return ITRR_NONE;

}



/* 注册中断处理 */

DECLARE_INTERRUPT_HANDLER(tsi_irq_handler);

3. 安全违规处理函数

void handle_security_violation(uint32_t addr)

{

    /* 1. 记录安全事件 */

    FMSG("TSI Alert! Illegal access at 0x%x", addr);



    /* 2. 阻止进一步访问 */

    disable_memory_region(addr);



    /* 3. 执行安全策略（示例）*/

    if (is_critical_region(addr)) {

        wipe_sensitive_data();  // 擦除敏感数据

        tee_entry_panic();       // 触发安全重启

    }



    /* 4. 可选：通知 REE 安全异常 */

    notify_ree_side(TEE_EVENT_SECURITY_BREACH);

}

4. 用户空间 TA 调用接口（可选）

// TA 命令处理函数

TEE_Result cmd_monitor_memory(uint32_t param_types, TEE_Param params[4])

{

    uint32_t start = params[0].value.a;

    uint32_t end   = params[0].value.b;



    /* 验证参数是否在安全内存范围内 */

    if (!validate_memory_range(start, end))

        return TEE_ERROR_ACCESS_DENIED;



    /* 配置 TSI 监控范围 */

    configure_tsi_range(start, end);



    return TEE_SUCCESS;

}

5. REE 端应用示例（通过 TEE Client API）

// 在 Linux 用户空间调用 TA

TEEC_Operation op = {0};

op.paramTypes = TEEC_PARAM_TYPES(TEE_PARAM_TYPE_VALUE_INPUT);

op.params[0].value.a = 0x80000000;

op.params[0].value.b = 0x8000FFFF;



TEEC_InvokeCommand(session, CMD_ENABLE_MONITOR, &op, &err_origin);

关键配置注意事项：

1. 
   

   内存范围验证
   
   在配置监控区域前，需验证地址属于非安全内存：

   
   

   static bool validate_memory_range(uint32_t start, uint32_t end)
   
   {
   
      return (start >= NS_DRAM_START) && (end <= NS_DRAM_END);
   
   }

   
   


2. 
   

   中断注册
   
   在 OP-TEE 初始化阶段注册中断：

   
   

   void main_init_tsi(void)
   
   {
   
      interrupt_add_handler(TSI_IRQ_NUM, tsi_irq_handler, 0);
   
      interrupt_enable(TSI_IRQ_NUM);
   
   }

   
   


3. 
   

   错误场景处理  

   
   
   
   
   • 记录访问时间戳和源地址
   
   
   • 隔离被攻击的内存区域
   
   
   • 根据安全策略触发系统重置
   
   
   
   


4. 
   

   性能优化  

   
   
   
   
   • 动态加载监控配置（避免全内存监控）
   
   
   • 使用 TSI 的多区域监控功能（MA35D1支持4个独立监控区）
   
   
   • 中断防抖动机制（配置最小触发间隔）
   
   
   
   

安全增强建议：

1. 加密内存内容
   
   结合 AES 引擎加密被监控内存数据


2. 可信日志存储
   
   将安全事件日志存储在 RPMB 安全存储中


3. 运行时策略更新
   
   通过安全 TA 动态更新监控策略：
   

   update_policy(region_id, NEW_PERMISSIONS);



4. 与 HSM 联动
   
   触发硬件安全模块进行密钥轮换或证书撤销

调试提示：使用 DMSG() 输出调试信息时需在正式版本中禁用，避免信息泄露风险。通过串口安全调试通道（UART protected by TZASC）查看日志。