OP-TEE中启用RPMB存储时遇到TEEC_ERROR_BAD_STATE错误的解决方案
在嵌入式安全领域,OP-TEE作为可信执行环境(TEE)的开源实现,广泛应用于各种安全敏感场景。RPMB(Replay Protected Memory Block)是eMMC/ufs等存储设备提供的一种安全存储机制,能够防止重放攻击并确保数据完整性。本文将详细分析在i.MX8MM平台上启用RPMB功能时遇到的TEEC_ERROR_BAD_STATE错误及其解决方案。
问题现象
开发者在i.MX8MM平台上启用OP-TEE的RPMB支持时,配置了以下编译选项:
CFG_RPMB_FS=y
CFG_RPMB_WRITE_KEY=y
CFG_RPMB_FS_DEV_ID=0
CFG_RPMB_TESTKEY=y
CFG_REE_FS=y
同时在tee-supplicant中设置了RPMB_EMU=0。然而,启用这些配置后,所有xtest测试用例均失败,返回错误码0xffff0007(TEEC_ERROR_BAD_STATE),表明TEE处于错误状态。
根本原因分析
深入分析OP-TEE源代码后发现,问题源于平台特定的安全验证机制。在RPMB初始化过程中,OP-TEE会调用plat_rpmb_key_is_ready()函数检查硬件安全状态。对于i.MX8MM平台,该函数会验证硬件是否已关闭(secure boot enabled),如果硬件处于开放状态(非安全状态),则拒绝使用RPMB功能。
这种设计是出于安全考虑:在生产环境中,RPMB密钥应该基于硬件唯一密钥(HUK)派生,而HUK只有在硬件关闭状态下才能安全使用。如果硬件处于开放状态,使用测试密钥(test key)可能存在安全风险。
解决方案
针对开发调试阶段,可以采用以下两种解决方案:
-
硬件关闭方案:
- 按照官方推荐流程,先关闭硬件(secure boot enabled)
- 使用硬件唯一密钥派生RPMB密钥
- 确保plat_rpmb_key_is_ready()返回true
- 这是生产环境推荐的安全做法
-
开发调试方案:
- 重写plat_rpmb_key_is_ready()函数,使其始终返回true
- 仅用于开发和调试阶段
- 注意这会降低安全性,不应在生产环境中使用
实施步骤
对于开发调试环境,建议按照以下步骤操作:
- 修改平台代码,使plat_rpmb_key_is_ready()始终返回true
- 配置OP-TEE编译选项:
CFG_RPMB_FS=y CFG_RPMB_WRITE_KEY=y CFG_RPMB_TESTKEY=y CFG_REE_FS=n
- 编译并烧写OP-TEE镜像
- 运行xtest测试套件,完成eMMC密钥初始化
- 重新编译OP-TEE,禁用CFG_RPMB_WRITE_KEY选项
安全注意事项
- 测试密钥(CFG_RPMB_TESTKEY)仅适用于开发和测试环境
- 生产环境必须使用硬件派生密钥
- 修改plat_rpmb_key_is_ready()会降低系统安全性
- RPMB密钥初始化是一次性操作,初始化后应禁用CFG_RPMB_WRITE_KEY
通过以上分析和解决方案,开发者可以在i.MX8MM平台上正确启用RPMB功能,同时理解不同方案的安全权衡。在开发调试阶段使用测试密钥可以加快开发进度,但在产品发布前必须切换为基于硬件安全机制的生产方案。
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