什么是英特尔SGX 检测英特尔intel CPU SGX的方法教程

介绍英特尔SGX：什么是它以及如何检测其在平台上的支持情况？

英特尔SGX，即软件防卫扩展，是英特尔于2015年推出的一个旨在提高应用程序代码及其数据安全性的架构扩展。通过“enclaves”——CPU内置的隔离存储区域，英特尔SGX为数据提供了一个安全的避风港，确保数据免受任何特权级别，包括操作系统的运行进程的影响。那么如何检测您的服务器或PC是否支持这一强大功能呢？接下来让我们深入了解其背后的原理和方法。

检测系统上英特尔SGX的支持情况对于开发人员而言至关重要。他们需要考虑：如何确保应用程序在支持SGX的系统上充分利用其功能，而在不支持的系统上则能平稳降级或提醒用户？这背后涉及到深入了解CPU的SGX支持详情、管理策略以及如何向应用程序报告这些信息。

虽然单个CPU可能支持Intel SGX，但其实际可用性取决于两个关键因素：BIOS的支持以及英特尔SGX平台软件包。这两者对于实现SGX功能至关重要。

让我们谈谈BIOS的支持。英特尔SGX需要BIOS在系统中启用和配置该功能。系统所有者需要在BIOS中明确选择启用英特尔SGX。这依赖于OEM（原始设备制造商）提供的支持BIOS，而这些支持可能因OEM的不同甚至其产品线而异。

BIOS中有关SGX的设置大致分为三种：

1. 已启用：表示英特尔SGX已启用，并可供应用程序使用。

2. 软件控制：在此模式下，英特尔SGX最初处于禁用状态，需要软件应用程序通过调用特定函数（如sgx_enable_device()或sgx_cap_enable_device()）来启用它。这种设置模式下，启用SGX可能需要重新启动系统。

3. 已禁用：表示Intel SGX已明确禁用，无法通过软件应用程序启用，只能通过修改BIOS设置来更改。

值得注意的是，某些BIOS可能只提供Enabled和Disabled选项，或者只支持Software Controlled模式，或者可能根本不支持Intel SGX。建议咨询您的设备制造商以确定系统是否支持SGX。

当在BIOS中启用Intel SGX时，意味着处理器可以访问SGX指令和资源，为应用程序提供安全保障。当设置为软件控制时，需要在应用程序中通过特定调用启用SGX功能。而当SGX被禁用时，即使通过软件尝试启用也无法工作，此时用户必须在BIOS中更改设置以启用它。

BIOS中的软件控制设置让OEM能够以就绪状态运送支持英特尔SGX的系统，这一功能可以通过软件轻松激活，这是一项便捷的软件选择加入服务。这种设置方式，在默认状态下，介于完全启用英特尔SGX可能消耗系统资源与未启用状态下之间，形成了良好的折衷。通过软件激活的方式省去了最终用户需要进入BIOS设置屏幕并手动启用英特尔SGX的繁琐操作，对于那些技术不太熟练的用户来说，这无疑是一项贴心的设计。

软件启用操作是单向的，无法通过软件进行禁用。早期禁用IntelSGX的方法需要通过BIOS操作来实现。如果BIOS提供了相关选项，用户可以选择将IntelSGX明确设置为禁用状态。另一种方法是通过刷新设备的BIOS映像来重置英特尔SGX的支持状态，这取决于BIOS提供商的设定。

要让英特尔SGX发挥作用，必须在系统上安装英特尔SGX平台软件包（PSW）。PSW包含一系列关键组件，如运行时库，这些库支持并维护最终用户系统上的可信计算块的服务，执行和管理关键英特尔SGX操作（如证明）的服务，以及与平台服务的接口，如可信时间和单调计数器。这些组件由软件供应商安装，作为应用程序安装过程的一部分。

对于Windows平台，两个关键库sgx_uae_service.dll和sgx_urts.dll会被安装在系统目录中。应用程序在运行时需要按照特定的顺序加载这些库。对于Linux平台，这两个库则安装在系统库目录中（通常为/usr/lib或/usr/lib64）。

值得一提的是，应用程序应使用动态加载的方式加载PSW库，而不是动态链接。对于那些同时包含英特尔SGX和非英特尔SGX代码路径的单一二进制文件应用程序来说，必须动态加载英特尔SGX运行时库。这是因为缺乏英特尔SGX支持的系统不会安装PSW包。尝试在没有PSW包的系统上运行动态链接的可执行文件会导致无法解决的符号错误，从而阻止应用程序启动。

对于开发人员来说，他们可以利用一些工具和技术来简化这一过程。Windows开发人员可以使用Microsoft Visual Studio中的/DELAYLOAD选项在链接器中启用延迟加载DLL支持。而对于Linux开发人员来说，他们需要在应用程序中明确使用动态加载。

在安全性方面，应用程序应从安装PSW的系统目录加载PSW库。开发人员需要采取一些基本的安全措施来缓解潜在的动态库预加载攻击，但没有任何万无一失的解决方案。

至于CPUID指令，它虽然可以报告处理器是否支持英特尔SGX指令，但检测英特尔SGX在平台上的真正可用性还需依赖BIOS设置和PSW。仅凭CPUID指令并不足以判断英特尔SGX的可用性。英特尔® Software Guard Extensions功能在Windows系统中的应用程序检测

在开发应用程序时，英特尔SGX功能的检测是一个关键步骤，需要在应用程序运行时和应用程序安装过程中进行。每一次的检测都有着独特的程序要求。

所有英特尔SGX应用程序都需要安装其平台软件（PSW）。在没有支持Intel SGX的系统上安装PSW是无意义的。在尝试安装PSW之前，应用程序安装人员必须检查本地系统的英特尔SGX功能，并选择合适的软件以启用Intel SGX。推荐的操作流程如下：

调用sgx_is_capable()函数检查系统是否支持Intel SGX。如果系统支持，那么可以进入到下一步安装PSW；否则，应告知用户此软件与他们的机器配置不兼容。

运行PSW安装程序。如果安装成功，那么继续下一步；否则，应中止安装。

接着，调用sgx_cap_enable_device()来启用Intel SGX，并检查返回结果。根据结果，决定是否需要重新启动或向用户显示错误。

值得注意的是，这两个功能sgx_is_capable()和sgx_cap_enable_device()都需要管理员权限。在Windows中，英特尔SGX应用程序安装程序触发UAC提示是很正常的情况。

由于安装程序可能包含这些功能并在安装PSW之前运行，因此它们以独立的DLL形式提供，这些DLL应与安装程序一起捆绑。

对于Windows应用程序，安装后可能存在以下情况：安装程序未检测到系统支持Intel SGX；系统被检测为支持Intel SGX并已安装PSW。无论哪种情况，都应遵循相应的程序流程。

对于Linux系统，其程序流程与Windows系统类似，但由于两个平台之间的差异而变得更加复杂。Windows上的AESM服务是PSW的一部分，始终支持软件启用操作。而Linux的英特尔SDK的1.9及更早版本不包含用于功能检测和软件启用的等效库，但可以在源代码存储库中找到相关库。

Linux上的应用程序安装程序的过程与Windows上的相同，必须调用libsgx_capable以执行功能检测和软件启用功能。应用程序安装程序可以选择静态或动态链接到此库。但请注意，sgx_cap_enable_device()需要root权限才能执行软件启用，因此应用程序安装程序需要以root身份运行。

Linux 应用程序与英特尔软件防护扩展（SGX）的融合

随着 Linux 操作系统的发展，我们看到了一个显著的趋势：Linux 上的应用程序正逐步接近 Windows 的功能水平。特别是在集成了英特尔软件防护扩展（SGX）后，这种趋势更加明显。想象一下，如果 CPU 支持 SGX，就如同拥有了加密的“箱子”，数据的保护级别将会大大提高。让我们深入了解如何融入这一过程。

当我们提及 Linux 系统中的 SGX 功能时，有一个特定的函数非常关键 —— `sgx_enable_device()`。它是实现 SGX 功能的关键桥梁。如果应用程序在尝试调用此函数时未能找到它，那么它应该回退到使用 `sgx_cap_get_status()` 函数进行检查，并从 libsgx_capable 库中获取状态信息。对于这个过程，应用程序应确保静态链接此库，确保系统的 SGX 功能得到充分利用。值得注意的是，由于 efivarfs 文件系统的特性，Linux 平台上的用户模式进程可以轻易地检测到英特尔 SGX 的状态。而整个流程如脉络清晰的图 3 所示。

我们必须面对一个现实：在某些情况下，SGX 功能可能不可用或被禁用。无法明确区分以下三种情况：CPU 不支持、BIOS 不支持或是 BIOS 支持但明确禁用了 SGX 功能。对于应用程序安装程序而言，其过程并不因此而改变。在所有这三种情况下，`sgx_is_capable()` 函数都会返回零，意味着当前平台并不支持 SGX 功能。但这一切背后隐藏着重要的决策和判断逻辑。而对于我们的应用程序来说，我们更希望它能像一颗灵活的齿轮一样适应各种情况。对于 Linux 上的应用程序来说，静态链接 libsgx_capable 库更为合适。这样可以避免在运行时可能出现的冲突和不稳定性。这意味着我们要为程序注入强大的自适应能力，使其能够在不同的环境下稳定地运行并发挥最佳性能。我们需要认识到这个库在运行时功能检测中的重要性。通过静态链接这个库，我们确保了即使在动态环境下也能有强大的功能检测机制来支持我们的程序运行。而动态链接可能会导致系统中出现未使用的库，这显然是我们不希望看到的资源浪费现象。

当涉及到应用程序安装程序与英特尔SGX技术的集成时，一些特定的步骤和函数显得尤为重要。本文将重点介绍其中的几个关键函数及其作用，以确保软件能够顺利启用并运行于支持SGX的环境中。

让我们关注一个名为`sgx_cap_enable_device`的函数。此函数旨在尝试在软件层面启用英特尔SGX技术，并在提供的参数`sgx_device_status`中设置SGX的最终状态。该函数的返回值类型为`sgx_status_t`，用于指示系统是否尝试启用SGX技术。此返回值并不直接反映SGX设备是否已经成功启用，这些信息将被存储在`sgx_device_status`参数中。

此功能需要管理员权限来执行，因为它必须访问通过BIOS提供的软件控制接口。它的核心目的是通过应用程序调用安装程序，安装SGX相关的组件，以确保英特尔SGX技术能够成功启用。

关于返回值方面，如果函数返回`SGX_SUCCESS`，则表示软件尝试启用SGX技术，成功与否将保存在`sgx_device_status`参数中。如果返回值为`SGX_ERROR_NO_PRIVILEGE`，则表示安装程序并未以管理员权限运行。其他任何返回值均表示在当前系统或环境中无法尝试启用软件SGX。在这种情况下，应用程序安装程序应保守处理，并假设无法通过该系统上的软件启用英特尔SGX。

接下来，我们介绍另一个关键函数`sgx_cap_get_status`。此函数用于检查当前系统上英特尔SGX的状态。如果SGX不可用，该函数将提供状态代码以指出原因。这对于那些需要了解有关英特尔SGX状态更多信息的应用程序安装程序特别有用。

需要注意的是，此功能在Windows系统上需要管理权限才能访问EFI变量。而在Linux系统上，操作系统需要以UEFI模式启动，并且必须能够访问efi文件系统，以便函数能够读取EFI变量。如果efi文件系统不可用或无法访问，则该函数将无法检测系统是是否支持英特尔SGX。

对于Windows应用程序安装程序，需要在其安装包中包含`sgx_capable.dll`DLL文件。而在Linux系统上，安装程序需要将共享库包含在`libsgx_capable.so`其安装程序包中或将安装程序静态链接到`libsgx_capable.a`。

探索Linux下的Intel SGX安装与检测之旅

随着技术的不断进步，Intel SGX（Software Guard Extensions）已成为许多应用程序的重要安全特性。在Linux系统上安装并检测SGX支持，是一项至关重要的任务。本文将引导您完成这一旅程，确保您的应用程序能够充分利用这一技术。

我们需要确保SGX的安装程序包含特定的共享库。对于Linux系统，安装程序需要在其包中包含`libsgx_capable.so`共享库，或者将安装程序静态链接到`libsgx_capable.a`。这是确保SGX功能正常运作的关键步骤。

接下来，我们介绍`sgx_enable_device`功能。这个函数类似于`sgx_cap_enable_device()`，但它是为应用程序而非安装程序设计的。它无需管理权限，能够与本地机器上的AE服务沟通，尝试启用SGX功能。请注意，运行此功能需要已安装PSW（Intel Protection Software for SGX）。安装程序无法调用此功能。

值得一提的是，PSW的Linux版本尚未实现此功能，因此它并未包含在英特尔SGX SDK的Linux版本中。如果您使用的是英特尔SGX SDK 1.9及更早版本的Linux发行版，您需要从Github上的存储库获取源代码并从主分支构建SDK，以获取所需的库。

在检测SGX支持方面，我们提供了一个代码示例，演示了如何检查系统上的SGX支持状态。`is_sgx_supported()`函数原型能够确定系统上英特尔SGX的支持状态，并返回一个表示状态的组合位值。这些位值提供了关于SGX支持状态的详细信息，包括是否已启用SGX、是否需要重新启动或启用BIOS等。

确定系统是否已启用Intel SGX是一个复杂的过程，涉及多个步骤和组件的交互。应用程序需要正确识别SGX支持的状态，以确保其执行正确的代码路径并避免误报和漏报。本文所描述的过程是推荐的方法，旨在帮助您顺利完成这一任务。

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希望这篇文章能够帮助您在Linux系统上正确安装并检测Intel SGX支持，为您的应用程序提供强大的安全保障。