當(dāng)下，用戶越來越頻繁使用手機(jī)進(jìn)行賬號登錄和金錢交易，這也可能帶來隱私泄露及財產(chǎn)損失等安全隱患。面對這一現(xiàn)狀，手機(jī)廠商通過ARM TrustZone硬件隔離技術(shù)打造“可信執(zhí)行環(huán)境”，從而實(shí)現(xiàn)為手機(jī)上的敏感程序和數(shù)據(jù)提供安全保護(hù)。

近日，百度安全實(shí)驗室和弗羅里達(dá)州立大學(xué)(Florida State University)聯(lián)合研究發(fā)現(xiàn)，“TrustZone的底層安全系統(tǒng)(TZOS)和上層安全應(yīng)用(Trustlet)都存在降級攻擊的風(fēng)險”，包括華為、三星、Google等廠商的多款主流手機(jī)都存在這一漏洞。值得注意的是，一旦TrustZone被黑客攻破，整個手機(jī)的安全性都會受到威脅。

缺版本號驗證可致TrustZone被攻陷

可信執(zhí)行環(huán)境(TEE)是硬件制造商推出了一種新型安全機(jī)制，如ARM的TrustZone，在數(shù)字世界中被廣泛應(yīng)用。它有兩個獨(dú)立世界——Normal World和Secure World，Normal World中的用戶應(yīng)用程序和普通操作系統(tǒng)是比較傳統(tǒng)的模式，而Secure World中的用戶應(yīng)用程序和其操作系統(tǒng)具有專門用途。

(配圖：可信執(zhí)行環(huán)境典型構(gòu)造圖 )

以Android為例，諸如數(shù)字版權(quán)保護(hù)和一些登錄、支付協(xié)議的加解密過程和數(shù)據(jù)均存在與Secure World中，而Secure World中的程序可以自由訪問Normal World中的內(nèi)容，反之卻禁止，因此這在理論上便給攻擊者造成了攻擊難度，即使其攻陷了Normal World里的組件，也無法偷盜或篡改TrustZone里的內(nèi)容。

然而，Trustlet和TZOS并非固化在硬件中。為了有效防止攻擊者篡改或替換Trustlet和TZOS，手機(jī)廠商會在設(shè)計上，通過包括引導(dǎo)加載程序(Bootloader)、可信操作系統(tǒng)及相應(yīng)的證書或密鑰形成的信任鏈進(jìn)行驗證操作，從而確保了Secure World的完整性。

但是，弗羅里達(dá)州立大學(xué)和百度安全實(shí)驗室通過實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，主流手機(jī)廠商均沒有對Trustlet和TZOS的版本號做驗證。因此，只要攻擊者拿到了手機(jī)Root權(quán)限(攻陷Normal World)，他可以用既有漏洞的Trustlet/TZOS舊版本覆蓋當(dāng)前Trustlet/TZOS新版本，然后利用既有漏洞進(jìn)一步攻陷TrustZone系統(tǒng)。

TrustZone存在降級攻擊風(fēng)險可致Android用戶隱私和機(jī)密泄露

一旦ARM的TrustZone被控制，就具備發(fā)動Android TrustZone的降級攻擊條件，攻擊者可以用存在已知漏洞的版本去替換現(xiàn)有的版本。當(dāng)Android TrustZone缺乏回滾保護(hù)機(jī)制，就會被攻擊者回滾到存在安全漏洞的舊版本。

事實(shí)上，目前的TZOS和Trustlet都存在降級攻擊的風(fēng)險——攻擊者在TrustZone之外，可以用低版本TZOS/Trustlet替換當(dāng)前手機(jī)上運(yùn)行的版本，然后利用低版本TZOS/Trustlet的漏洞攻入TrustZone。簡單來說，如果一個過時的版本有漏洞可以利用，而漏洞在最新的版本上才被修補(bǔ)時，黑客仍然可以通過將最新版本的軟件降級到可利用的較低版本，從而獲得一切藏在TrustZone中用戶的賬號密碼等隱私信息。

以Google Nexus6為例，其舊版本的DRM Trustlet存在可以讓Normal World攻擊者獲得TrustZone執(zhí)行權(quán)限的CVE-2015-6639漏洞，并且已有公開的漏洞利用代碼。經(jīng)實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，盡管當(dāng)手機(jī)升級之后(例如更新到N6F26Y這一編號的ROM)這一漏洞得到了修復(fù)，但擁有Root權(quán)限的攻擊者仍然可以用舊版(例如LMY48M這一編號的ROM)中提取的Trustlet覆蓋新版Trustlet，并成功將其運(yùn)行起來。一旦舊版Trustlet運(yùn)行在了TrustZone里，攻擊者即可發(fā)起既有攻擊拿到TrustZone的執(zhí)行權(quán)限。因此，即便手機(jī)進(jìn)行了升級和漏洞修補(bǔ)，仍然沒有阻止攻擊者進(jìn)入TrustZone。

類似地，針對TZOS也可以做類似的降級攻擊。研究者用舊版ROM里提取的TZOS覆蓋了升級之后的手機(jī)里TZOS所在分區(qū)，手機(jī)仍然通過了Bootloader驗證、能夠正常啟動。攻擊者可以因此攻擊TZOS的漏洞動態(tài)獲得TrustZone里的內(nèi)核權(quán)限——這樣便獲得了一切藏在TrustZone里的秘密和能力。

主流廠商緊急修復(fù) TrustZone將補(bǔ)發(fā)補(bǔ)丁

截止目前，百度安全實(shí)驗室和弗羅里達(dá)州立大學(xué)已將這項聯(lián)合研究成果提供給包括谷歌，三星，華為等在內(nèi)的全球主流手機(jī)廠商。最新消息稱，國內(nèi)手機(jī)廠商華為等已針對TrustZone降級攻擊著手修復(fù)。Google Project Zero也獨(dú)立地對這一問題進(jìn)行了研究和披露，希望各大Android廠商對這一問題引起重視，盡快進(jìn)行全面地修復(fù)。

此外，一些手機(jī)廠商逐漸在產(chǎn)品上引入Security Enclave處理器，相當(dāng)于在TrustZone之下引入一層額外的隔離和保護(hù)。然而，Security Enclave如果設(shè)計或?qū)崿F(xiàn)時考慮不當(dāng)，也會面臨同樣的威脅，需要廠商予以注意。