WAMR sgx-ra 示例全解析在 Intel SGX 中运行 iwasm 并基于 librats 完成远程证明【免费下载链接】fluent-bitFast and Lightweight Logs, Metrics and Traces processor for Linux, BSD, OSX and Windows项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/fl/fluent-bit本指南以 WAMRWebAssembly Micro Runtime内置的samples/sgx-ra示例为对象完整讲解如何在支持 Intel SGX 的处理器上把 WASM 运行时 iwasm 放进安全飞地Enclave中运行并借助 librats 库生成可被第三方验证的远程证明Remote Attestation证据。读者学完后将能够独立完成 SGX SDK / DCAP / PCCS 全链路环境搭建构建并运行 sgx-ra 示例理解证据Evidence的生成与解析流程以及在无 SGX 能力的平台上验证 Quote 并执行 Claims 校验。示例概览远程证明如何与 WAMR 结合sgx-ra 是 WAMR 仓库中一个面向 Intel SGX 平台的示例程序其核心目标是用 librats 在 SGX 环境中执行远程证明并让 iwasmWAMR 的运行时入口在 Enclave 内部加载并运行一个 Wasm 应用。整个示例的目录结构如下相对仓库根目录示例主目录lib/wasm-micro-runtime-WAMR-2.4.1/samples/sgx-raWasm 应用源码samples/sgx-ra/wasm-app/main.c构建脚本samples/sgx-ra/CMakeLists.txtlibrats 封装层core/iwasm/libraries/lib-rats需要特别说明的是该示例只能在支持 SGX 的处理器上构建与运行可通过 Intel 官方支持的处理器列表确认因为它依赖 SGX 提供的硬件可信执行环境。从构建脚本 CMakeLists.txt 可以看到它通过WAMR_BUILD_PLATFORM linux-sgx指定了 SGX 平台并开启WAMR_BUILD_LIB_RATS 1、WAMR_BUILD_LIBC_WASI 1、WAMR_BUILD_FAST_INTERP 1等特性开关最终产物是两个关键文件enclave.signed.so签名后的 Enclave 镜像与iwasm运行在 Enclave 内的运行时。在架构层面sgx-ra 把 WAMR 运行时整体编译进 SGX EnclaveEnclave 内部执行 Wasm 字节码解释与模块管理Wasm 应用通过导入native函数调用 librats 的封装 API 来生成证据。librats 本身在 Enclave 内外都有一层桥接实现这在后文会结合源码展开。前置准备硬件与系统前提运行本示例的机器必须配备支持 Intel SGX 的 CPU并在 BIOS/UEFI 中开启 SGX 与 DCAP 相关能力。示例文档明确要求 SGX-RA 至少安装以下组件WASI-SDK默认位于/opt/wasi-sdk用于把 Wasm 应用编译为 wasm32 目标Intel SGX SDK与Intel SGX DCAP Library提供 Enclave 开发与 Quote 生成能力Intel SGX SSL为 Enclave 内提供 OpenSSL 兼容的加解密能力librats 依赖它Node.js 与 Intel PCCS缓存证明材料可选但强烈建议。安装 WASI-SDKWasm 应用test.wasm需要通过 WASI-SDK 的 clang 交叉编译。在 wasm-app/CMakeLists.txt 中可以看到默认的 SDK 路径正是/opt/wasi-sdk也可通过-DWASI_SDK_DIR覆盖编译器为${WASI_SDK_DIR}/bin/clang目标平台为wasm32。安装 Intel SGX 依赖以下命令是文档给出的 Ubuntu 20.04 环境安装示例。首先设置平台与版本变量# Set your platform, you can get the platforms list on # https://download.01.org/intel-sgx/latest/linux-latest/distro $ cd $HOME $ OS_PLATFORMubuntu20.04 $ OS_CODE_NAMElsb_release -sc $ SGX_PLATFORM$OS_PLATFORM-server $ SGX_RELEASE_VERSION1.17 $ SGX_DRIVER_VERSION1.41 $ SGX_SDK_VERSION2.20.100.4安装编译依赖并把系统默认 python 指向 python3$ sudo apt-get update $ sudo apt-get install -y build-essential ocaml automake autoconf libtool wget python3 libssl-dev dkms zip cmake $ sudo update-alternatives --install /usr/bin/python python /usr/bin/python3 1安装 SGX 内核驱动DCAP 驱动用于支持 ECDSA 引证$ wget https://download.01.org/intel-sgx/sgx-dcap/$SGX_RELEASE_VERSION/linux/distro/$SGX_PLATFORM/sgx_linux_x64_driver_$SGX_DRIVER_VERSION.bin $ chmod x sgx_linux_x64_driver_$SGX_DRIVER_VERSION.bin $ sudo ./sgx_linux_x64_driver_$SGX_DRIVER_VERSION.bin安装 SGX SDK安装到/opt/intel前缀示例构建脚本默认从/opt/intel/sgxsdk读取$ wget https://download.01.org/intel-sgx/sgx-dcap/$SGX_RELEASE_VERSION/linux/distro/$SGX_PLATFORM/sgx_linux_x64_sdk_$SGX_SDK_VERSION.bin $ chmod x sgx_linux_x64_sdk_$SGX_SDK_VERSION.bin $ sudo ./sgx_linux_x64_sdk_$SGX_SDK_VERSION.bin --prefix /opt/intel通过 apt 仓库安装 SGX DCAP 运行库EPID、Quote 生成/校验、默认 QPL 等$ echo deb [archamd64] https://download.01.org/intel-sgx/sgx_repo/ubuntu $OS_CODE_NAME main | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/intel-sgx.list $ wget -O - https://download.01.org/intel-sgx/sgx_repo/ubuntu/intel-sgx-deb.key | sudo apt-key add $ sudo apt-get update $ sudo apt-get install -y libsgx-epid libsgx-quote-ex libsgx-dcap-ql libsgx-enclave-common-dev libsgx-dcap-ql-dev libsgx-dcap-default-qpl-dev libsgx-dcap-quote-verify-dev安装 SGX SSL 库librats 在 Enclave 内做哈希、签名与 TLS 相关运算时需要$ git clone https://github.com/intel/linux-sgx.git $ cd linux-sgx make preparation $ sudo cp external/toolset/$OS_PLATFORM/* /usr/local/bin $ # Verify that the paths are correctly set $ which ar as ld objcopy objdump ranlib $ cd ../ $ git clone https://github.com/intel/intel-sgx-ssl.git $ wget https://www.openssl.org/source/openssl-1.1.1v.tar.gz -O intel-sgx-ssl/openssl_source/openssl-1.1.1v.tar.gz $ cd intel-sgx-ssl/Linux $ source /opt/intel/sgxsdk/environment $ make all $ sudo make install可选授权普通用户访问 SGX 平台默认情况下 Enclave 必须以 root 权限启动。如果希望普通用户也能运行可以把用户加入sgx_prv组sudo usermod -a -G sgx_prv username配置 Intel PCS 与 PCCSIntel DCAP 需要连接 Intel Provisioning Certification ServiceIntel PCS下载当前机器的证明材料attestation collateral例如 PCK 证书链、QE 身份信息等。为避免每次证明都与云端通信一般会在本地部署一个缓存服务 Intel PCCSProvisioning Certification Caching ServiceDCAP 与 PCCS 之间通过 HTTPS 交互。订阅 Intel PCS Web 服务Intel SGX DCAP 需要免费订阅 Intel PCS 服务。在 Intel SGX Software Services 门户完成订阅流程后会获得主密钥primary key与备用密钥secondary key请妥善保存——后续配置 PCCS 时需要填入其一。安装并配置 Intel PCCS首先安装 Node.jsPCCS 是 Node.js 服务与 PCCS 软件包$ sudo apt install -y curl cracklib-runtime $ curl -fsSL https://deb.nodesource.com/setup_20.x | sudo -E bash - sudo apt-get install -y nodejs $ sudo apt-get install -y sgx-dcap-pccs安装过程会运行 PCCS 配置脚本并依次提出若干问题回答要点如下Do you want to configure PCCS now? (Y/N)回答Y。Set HTTPS listening port [8081] (1024-65535)接受默认监听端口8081。Set the PCCS service to accept local connections only? [Y] (Y/N)回答N。我们需要 PCCS 接受来自其他系统的连接例如后续用PCKIDRetrievalTool从本机以外的节点上报 collateral。Set your Intel PCS API key (Press ENTER to skip)输入上一步从 Intel PCS 订阅获得的主密钥或备用密钥。Choose caching fill method : [LAZY] (LAZY/OFFLINE/REQ)回答REQ。这会把缓存服务置于按需请求模式即收到 provisioning 请求时才去 Intel PCS 拉取对应主机的证明材料。Set PCCS server administrator password: Re-enter administrator password: Set PCCS server user password: Re-enter user password:为 PCCS 服务器设置管理员密码与用户密码两组共四个输入。Do you want to generate insecure HTTPS key and cert for PCCS service? [Y] (Y/N)回答Y。测试环境使用自签名证书即可。将当前平台的 SGX collateral 导入 PCCSPCCS 就绪后使用工具PCKIDRetrievalTool获取当前机器的证明材料并上报给 PCCS$ sudo apt-get install -y sgx-pck-id-retrieval-tool修改其配置文件/opt/intel/sgx-pck-id-retrieval-tool/network_setting.conf将PCCS_URL改为你的缓存服务地址取消注释user_token参数并填入配置 PCCS 时创建的用户密码设置proxy_type以适配你的网络环境多数情况下为direct确保USE_SECURE_CERT为FALSE测试环境使用自签名证书。保存后运行$ sudo PCKIDRetrievalTool Intel(R) Software Guard Extensions PCK Cert ID Retrieval Tool Version 1.17.100.4 Registration status has been set to completed status. the data has been sent to cache server successfully and pckid_retrieval.csv has been generated successfully!运行过程中可能出现一些警告但只要数据成功写入缓存服务器通常就意味着 collateral 上报成功。可以通过下面的命令验证 PCCS 中是否已存入证明材料curl -k https://localhost:8081/sgx/certification/v3/qe/identity正常应输出一段包含证明材料的 JSON。运行时配置修改/etc/sgx_default_qcnl.conf将PCCS_URL设置为 PCCS 服务器的地址将USE_SECURE_CERT设为FALSE自签名证书场景。完成以上步骤后当前系统即可运行 Intel SGX 工作负载并生成用于远程证明的证据evidence。构建并运行示例构建命令$ mkdir build cd build $ cmake .. $ make $ # run the sample $ ./iwasm wasm-app/test.wasm构建系统源码解析构建过程由 samples/sgx-ra/CMakeLists.txt 驱动其关键点包括通过runtime_lib.cmake编译 WAMR 运行时为静态库vmlib供 Enclave 内部链接同时用add_custom_command单独编译不受信任侧untrusted的桥接代码生成libvmlib_untrusted.a。通过sed命令自动把product-mini/platforms/linux-sgx/enclave-sample/Enclave/Enclave.edl中的WASM_ENABLE_LIB_RATS置为 1并同步修改 enclave-sample/Makefile 中的WAMR_BUILD_LIB_RATS 1从而把 librats 编译进 Enclave。iwasm目标调用make -C enclave-sample SGX_MODEHW SGX_DEBUG1在硬件模式下编译并签名 Enclave最终把enclave.signed.so与iwasm复制到构建目录。从 enclave-sample/Makefile 可以看出 Enclave 侧会链接一组 librats 组件attesterattester_nullattester、attester_sgx_ecdsa、attester_sgx_la、verifierverifier_nullverifier、verifier_sgx_la、verifier_sgx_ecdsa_qve、cbor、rats_lib与 SGX SSL 加密封装等不受信任侧则链接-lrats_u -lsgx_dcap_ql -lsgx_dcap_quoteverify -lsgx_ukey_exchange -lsgx_usgxssl完成 Quote 生成与校验的系统调用桥接。Wasm 应用源码解析Wasm 应用 wasm-app/main.c 的完整执行流程为调用librats_collect(evidence_json, buffer)生成证据 JSON。其中buffer是应用自带的非对称随机串示例中为This is a sample.它会被拼入用户数据user_data防止 Quote 被重放。调用librats_parse_evidence(evidence_json, evidence)把证据 JSON 解析为结构化的rats_sgx_evidence_t。用hex_dump打印 Quote、User Data、MRENCLAVE、MRSIGNER以及产品 ID、安全版本、Attribute flags 等字段。调用librats_verify(evidence_json, evidence-user_data)在本地完成 Quote 签名验证成功则打印Evidence is trusted.。最后通过librats_dispose_evidence_json释放证据 JSON 内存。其中librats_*系列 API 由 lib_rats_wrapper.h 以宏的形式提供自动补充长度参数并在 lib_rats_wrapper.c 中以 WAMR native 函数方式注册给 Wasm 模块调用签名分别为librats_collect ((**~)i)、librats_verify ((*~*~)i)、librats_parse_evidence ((*~*~)i)、librats_dispose_evidence_json ((i))。值得关注的是librats_collect_wrapper内部的计算逻辑它先用 SHA256 对 Wasm 模块本身做哈希wasm_runtime_get_module_hash再与用户提供的buffer拼接后做第二次 SHA256得到最终的user_datauser_data SHA256(sha256(wasm_module) || buffer)这保证了 user_data 同时绑定运行中的 Wasm 模块内容与本次请求的随机串是远程证明中防止模块被篡改、防止重放攻击的关键设计。证据 JSON 由 librats 的librats_collect_evidence_to_json生成其中包含sgx_ecdsa类型的 Quote 及其长度。预期输出与错误码运行./iwasm wasm-app/test.wasm后程序会以 JSON 形式打印证据并输出消息Evidence is trusted.如果验证出现问题错误码会以0xeXXX的形式体现对应的错误原因定义在 Intel SGX Data Center Attestation Primitives 的sgx_ql_lib_common.h头文件中SGX_QL_*系列错误码。此外main.c 中还有一处实现细节提醒如果希望把rats_sgx_evidence_t直接声明在栈上需要把CMakeLists.txt中CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS的栈大小至少调整为 51200示例默认使用malloc分配以避免栈溢出。在非 SGX 平台上验证 Quote在 Intel SGX 平台上生成的 Quote也可以在不支持 SGX 的系统例如不同 CPU 架构的云服务器上进行验证。这种场景常见于云端机密计算部署证明方在 SGX 主机上生成证据验证方在普通节点上做验签与 Claims 比对。安装验证所需的 SGX 库在非 SGX 平台上安装 Quote 验证所需的 DCAP 库子集$ OS_CODE_NAMElsb_release -sc # install SGX DCAP Library $ echo deb [archamd64] https://download.01.org/intel-sgx/sgx_repo/ubuntu $OS_CODE_NAME main | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/intel-sgx.list $ wget -O - https://download.01.org/intel-sgx/sgx_repo/ubuntu/intel-sgx-deb.key | sudo apt-key add $ sudo apt-get update $ sudo apt-get install -y libsgx-quote-ex libsgx-dcap-ql libsgx-dcap-quote-verify libsgx-dcap-default-qpl配置 PCCS 与运行时PCCS 配置按照前文《安装并配置 Intel PCCS》一节步骤操作运行时配置按照前文《运行时配置》一节步骤操作修改/etc/sgx_default_qcnl.conf。将全部 SGX collateral 导入 PCCS与单机场景不同验证方需要把所有可能出现在 Quote 中的 SGX CPU collateral提前配置进 PCCS使用 Intel 提供的 PCCS 管理工具PccsAdminTool# Set up the Intel PCCS administration tool $ git clone https://github.com/intel/SGXDataCenterAttestationPrimitives.git $ cd SGXDataCenterAttestationPrimitives/tools/PccsAdminTool $ sudo apt-get install -y python3 python3-pip $ pip3 install -r requirements.txt # Configuring the Intel PCCS. Input the PCS/PCCS password as requested. # 1. Get registration data from PCCS service ./pccsadmin.py get # 2. Fetch platform collateral data from Intel PCS based on the registration data ./pccsadmin.py fetch # 3. Put platform collateral data or appraisal policy files to PCCS cache db ./pccsadmin.py put # 4. Request PCCS to refresh certificates or collateral in cache database ./pccsadmin.py refresh四个子命令构成一个完整的数据流从 PCCS 取注册数据get→ 依据注册数据向 Intel PCS 拉取 collateralfetch→ 写入 PCCS 缓存库put→ 刷新缓存refresh。执行验证在非 SGX 平台上有两种验证途径通过 Wasm 应用验证修改 Wasm 应用对预先计算好的 Quote 调用librats_verify进行验证直接使用 librats 库如果非 SGX 平台并不需要执行 WebAssembly 代码即不使用 WAMR可以直接调用底层 librats 库完成验证示例代码位于 samples/sgx-ra/non-sgx-verify 目录。non-sgx-verify 目录下提供了使用 C# 作为托管语言的验证示例csharp/Program.cs其验证思路非常清晰解析 librats 输出的证据 JSON{type:sgx_ecdsa,report_base64:...,report_len:...}按照 SGX_report_body_t结构在字节流中的固定偏移读取字段MRENCLAVE0x70、MRSIGNER0xB0、Product ID0x130、Security Version0x132、User Data0x170按user_data SHA256(SHA256(wasm文件内容) || nonce)重新计算 user_data 并与之比对通过 P/Invoke 调用/usr/local/lib/librats/librats_lib.so中的librats_verify_evidence_from_json完成 Quote 签名验证。这个示例还展示了应用侧 Claims 校验的完整写法即验证方需要提前持有期望的 MRENCLAVE / MRSIGNER / 安全版本 / 产品 ID 等参考值并逐一比对。Claims 校验运行时完成 Quote 签名验证后应用还必须检查 Quote 中嵌入的其他 Claims确保其与预期值一致。Intel 的《Data Center Attestation Primitives: Library API》文档第 3.8 节《Enclave Identity Checking》定义了需要检查的 Claims摘要如下Enclave 身份检查检查MRENCLAVEEnclave 身份哈希或检查MRSIGNER与product id软件提供方身份验证 Attributes生产环境的 Enclave 不应把Debug标志置为 1验证 SSA Frame 扩展特性集验证 Enclave 的 ISV_SVN 安全版本每当 Enclave 发布安全更新时ISV_SVN 应相应递增以反映更高的安全等级验证 ReportData 包含预期值ReportData 既可以携带 Enclave 提供的特定数据也可以存放随 Quote 一起提供的大块数据的哈希。注意Quote 签名验证本身就保证了 ReportData以及 REPORT body 其余部分的完整性。在 lib_rats_common.h 中可以找到对应的属性位定义SGX_FLAGS_INITTED0x001、SGX_FLAGS_DEBUG0x002、SGX_FLAGS_MODE64BIT0x004、SGX_FLAGS_PROVISION_KEY0x010、SGX_FLAGS_EINITTOKEN_KEY0x020、SGX_FLAGS_KSS0x080、SGX_FLAGS_AEX_NOTIFY0x400。main.c 中打印证据字段时正是逐一与这些掩码做与运算来解读 Attributes。进一步阅读与排错建议若 Quote 验证返回0xeXXX错误优先对照sgx_ql_lib_common.h中的SGX_QL_*错误码定位原因常见于 PCCS 地址配置错误、证书不受信任、collateral 未就绪等相关底层实现可继续阅读本仓库内的 lib_rats_wrapper.c、lib_rats_common.h 以及 enclave-sample/Makefile关于 Intel SGX 的安装、DCAP 库 APIECDSA Quote 生成与校验、多包平台远程证明、PCCS 管理工具的使用等可参考 Intel 官方随 SGX DCAP 发行版附带的《Intel SGX Software Installation Guide For Linux OS》《Intel SGX ECDSA QuoteLibReference DCAP API》《Remote Attestation for Multi-Package Platforms using Intel SGX DCAP》以及PccsAdminTool/README文档。【免费下载链接】fluent-bitFast and Lightweight Logs, Metrics and Traces processor for Linux, BSD, OSX and Windows项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/fl/fluent-bit创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考