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

近日，百度安全實驗室和弗羅里達州立大學(Florida State University)聯(lián)合研究發(fā)現(xiàn)，“TrustZone的底層安全系統(tǒng)(TZOS)和上層安全應用(Trustlet)都存在降級攻擊的風險”，包括華為、三星、Google等廠商的多款主流手機都存在這一漏洞。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制，如ARM的TrustZone，在數(shù)字世界中被廣泛應用。它有兩個獨立世界——Normal World和Secure World，Normal World中的用戶應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)境典型構造圖 )

以Android為例，諸如數(shù)字版權保護和一些登錄、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，手機廠商會在設計上，通過包括引導加載程序(Bootloader)、可信操作系統(tǒng)及相應的證書或密鑰形成的信任鏈進行驗證操作，從而確保了Secure World的完整性。

但是，弗羅里達州立大學和百度安全實驗室通過實驗發(fā)現(xiàn)，主流手機廠商均沒有對Trustlet和TZOS的版本號做驗證。因此，只要攻擊者拿到了手機Root權限(攻陷Normal World)，他可以用既有漏洞的Trustlet/TZOS舊版本覆蓋當前Trustlet/TZOS新版本，然后利用既有漏洞進一步攻陷TrustZone系統(tǒng)。

TrustZone存在降級攻擊風險可致Android用戶隱私和機密泄露

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Android TrustZone缺乏回滾保護機制，就會被攻擊者回滾到存在安全漏洞的舊版本。

事實上，目前的TZOS和Trustlet都存在降級攻擊的風險——攻擊者在TrustZone之外，可以用低版本TZOS/Trustlet替換當前手機上運行的版本，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)行權限的CVE-2015-6639漏洞，并且已有公開的漏洞利用代碼。經實驗發(fā)現(xiàn)，盡管當手機升級之后(例如更新到N6F26Y這一編號的ROM)這一漏洞得到了修復，但擁有Root權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，并成功將其運行起來。一旦舊版Trustlet運行在了TrustZone里，攻擊者即可發(fā)起既有攻擊拿到TrustZone的執(zhí)行權限。因此，即便手機進行了升級和漏洞修補，仍然沒有阻止攻擊者進入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里TZOS所在分區(qū)，手機仍然通過了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里的內核權限——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 TrustZone將補發(fā)補丁

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

此外，一些手機廠商逐漸在產品上引入Security Enclave處理器，相當于在TrustZone之下引入一層額外的隔離和保護。然而，Security Enclave如果設計或實現(xiàn)時考慮不當，也會面臨同樣的威脅，需要廠商予以注意。