فناوری Intel SGX نوعی تکنولوژی امنیتی پیشرفته شرکت اینتل می‌باشد که برای حفاظت از اطلاعات حساس در سیستم استفاده می‌شود. هدف این تکنولوژی ایجاد یک محیط ایزوله و امن در پردازنده اینتل می‌باشد که بتواند این اطلاعات را از دیگر بخش‌های سیستم و خود سیستم عامل محافظت کند.
⏲ مدت زمان تخمینی مطالعه: 8 دقیقه
فهرست موضوعات
چرا امنیت و حریم خصوصی داده‌ها اهمیت دارد؟
در دنیای امروزه حملات سایبری، داده‌های حساس را به خطر می‌اندازند. به همین دلیل حفاظت از این داده‌ها از اهمیت بالایی دارد. یکی از تکنولوژی‌های جدید که توسط شرکت اینتل توسعه پیدا کرده است Software Guard Extensions می‌باشد که با نام مخفف Intel SGX شناخته می‌شود.
انقلابی در امنیت و حریم خصوصی داده‌ها Intel SGX
فناوری اینتل SGX یک انقلاب امنیتی برای حفظ حریم خصوصی داده‌ها و حفاظت از کدهای منبع برنامه‌های کاربردی می‌باشد. این فناوری مجموعه‌ای از دستورالعمل‌های امنیتی در پردازندههای X86 هستند، که امکان ایجاد بخش‌های امنی در حافظه سیستم را فراهم میکند. بخش‌های امن مناطقی مجزا و ایمن هستند که از اطلاعات حساس کاربران حافظت میکنند، همچنین با کمک آن توسعه دهندگان می‌توانند به روز رسانی‌های نرم‌افزاری امن‌تری ارائه دهند.
مفهوم و عملکرد Intel SGX چگونه است؟
فناوری Intel SGX نوعی تکنولوژی امنیتی توسعه یافته توسط شرکت اینتل می‌باشد. این تکنولوژی یک محیط مجازی امن را در داخل پردازنده های اینتل Xeon و Core ایجاد میکند تا از این طریق بتواند از اطلاعات حساس محافظت کند. نام این محیط مجازی Enclave است که مانع دسترسی غیر مجاز به اطلاعات حساس می‌گردد. این محیط مجازی توسط سخت‌افزار پردازنده ایجاد می‌شود و آن را برای پردازش داده‌های حساس مناسب ساخته است. توسعه دهندگان می‌توانند برای حفاظت از داده‌های حساس خود با یک API عمومی از آن استفاده کنند. بنابراین تکنولوژی SGX اینتل برای کاربردهایی مثل حفاظت از داده‌های پزشکی، داده‌های شخصی، داده‌های مالی، داده‌های صنعتی، داده‌های دولتی و … مناسب است.
تاریخچه و اهمیت ظهور SGX
فناوری امنیتی قدیمی بیشتر با کمک نرم‌افزارها و الگوریتم‌های رمزنگاری کار می‌کرد که در برابر حملاتی مثل بدافزارها ضعیف بود. به همین دلیل اینتل در سال ۲۰۱۵ برای افزایش قدرت امنیتی، فناوری SGX را با معماری Skylake معرفی کرد. این فناوری که محیط اجرای امن با کمک سخت‌افزار را فراهم میکند، میتواند در صورت نفوذ به سیستم نیز از داده‌های حساس حفاظت کند. اینتل اولین پردازنده Intel Xeon با فناوری SGX را در سال ۲۰۱۶ به بازار عرضه کرد و در ادامه نسخه‌های جدیدتر آن را با به روز رسانی‌های دائمی وارد بازار کرد.
بیشتر بخوانید: Die در پردازنده اینتل چیست؟
بخش‌های اصلی و نحوه کارکرد Intel SGX
فناوری SGX با مفهوم Enclave یا محفظه امن عملکرد خود را به ثمر می‌رساند. انکلاو نوعی فضای جداگانه در پردازنده است که داده‌ها و کدهای حساس در آن رمزنگاری می‌شوند. در ادامه عملکرد Enclave در SGX را بررسی می‌کنیم.
انکلاو امن (Secure Enclave) چیست و چگونه داده‌ها را محافظت میکند؟
فناوری Intel SGX در داخل پردازنده یک محیط امن به وجود می‌آورد که با نام Enclave شناخته می‌شود. فضای Enclave در حافظه پردازنده به صورت جداگانه است. هر داده‌ای که بخواهد وارد انکلاو شود، رمزگذاری شده و یکپارچگی آن بررسی می‌شود. با این روش حتی اگر کسی به سیستم نفوذ پیدا کند و به اطلاعات داخل انکلاو نیز دسترسی داشته باشد، نمی‌تواند آن‌ها را تغییر دهد. همچنین دسترسی به فضای انکلاو نیز محدود است و تنها کدهایی که در داخل همین فضا هستند می‌توانند به آن دسترسی پیدا کنند. وقتی یک برنامه در فضای انکلاو اجرا شود، پردازنده به سرعت آن را رمزنگاری میکند و کلید آن را نیز در خود ذخیره میکند. به دلیل اینکه این کلید در خود پردازنده قرار دارد، نفوذگران سیستم با زیر و رو کردن حافظه نمی‌توانند به این اطلاعات دسترسی پیدا کنند.
مفهوم تصدیق از راه دور (Remote Attestation) و اهمیت آن
یکی از ویژگی‌های مهم SGX توانایی آن در انجام تصدیق از راه دور می‌باشد. این فرایند برای مشتریان یا شرکا اهمیت بالایی دارد. طی این فرایند یک شخص مورد اعتماد میتواند از اصالت و عدم دستکاری نرم‌افزار روی سیستم اطمینان پیدا کند.
کاربردهای عملی فناوری Intel SGX
فناوری اینتل SGX فراتر از یک راهکار روی کاغذ یا قابلیت نمایشی، در CPU سرور اچ پی در پروژه‌های مختلف رایانش ابری، داده‌های دیجیتال و بلاک چین استفاده می‌شود. در ادامه به کاربرد Intel SGX می‌پردازیم.
SGX در محاسبات ابری (Cloud Computing)
شرکت‌های بزرگی مانند Microsoft Azure , Alibaba Cloud , IBM Cloud برای رائه سرویس‌های محاسبات ابری خود از تکنولوژی Intel SGX استفاده میکنند. در این سرویس‌ها مشتریان می‌توانند داده‌های رمزنگاری شده را بدون نیاز به رمزگشایی در سرور پردازش کنند. مثلا Azure Confìdential VMs با کمک Intel SGX این قابلیت را ایجاد میکند که حتی مایکروسافت هم نتواند به داده‌های حفاظت شده دسترسی پیدا کند. این فناوری امنیتی بیشتر در صنایع مالی، سلامت و داده‌های امنیتی حکومت‌ها کاربرد دارد.
SGX در محافظت از بلاک چین و دارایی‌های دیجیتال
برخی پروژه‌ها مانند Enigma و Hyperledger Avalon برای قراردادهای هوشمند محرمانه از تکنولوژی امنیتی SGX استفاده میکنند. در این شرایط برای جلوگیری از نشت اطلاعات به ماینرها و نودها، قرار داد در فضای Enclave اجرا می‌شود.
مزایا و معایب استفاده از Intel SGX
هر فناوری با توجه به ویژگی‌های خود دارای مزایا و معایبی می‌باشد که تکنولوژی SGX نیز از این قاعده مستثنا نیست. در این بخش به مزایا و معایب Intel SGX می‌پردازیم.
مزایای اصلی اینتل SGX
- افزایش امنیت
یکی از مهم‌ترین مزایایی که فناوری Intel SGX دارد، امنیت بالای آن برای داده‌ها می‌باشد. با کمک این تکنولوژی می‌توان محیط مجازی امن در پردازنده سرور به وجود آورد که از اطلاعات حساس محافظت کند. این محیط مجازی که Enclave نامیده می‌شود، از دسترسی‌های غیر مجاز به این داده‌ها جلوگیری میکند. از آنجا که فضای انکلاو تحت محافظت سخت‌افزار پردازنده است، امنیت بسیار بالایی دارد.
- کارایی بالا
فناوری SGX بر روی پردازنده اینتل قابلیت اجرا دارد. به همین دلیل برای کاربردهایی که نیاز به عملکرد بالا دارند، مثلا سرورهای hp بسیار مناسب می‌باشد. این تکنولوژی با سخت‌افزار پردازنده میتواند کارایی خود را حفظ کند. به همین دلیل این تکنولوژی برای حفظ و محافظت از داده‌های حساس کارایی بسیار بالایی دارد.
- انعطاف پذیری بالا
این فناوری برای محافظت از حجم زیادی از داده‌های مختلف و حساس در کاربردهای متنوع قابل استفاده است. مثلا برای حوزه‌های مالی در حفظ تراکنش‌ها، در حوزه‌های پزشکی برای امنیت اطلاعات بیماران، در بخش دولتی برای حفظ اطلاعات محرمانه میتواند استفاده شود. علاوه‌براین تکنولوژی SGX میتواند در تضمین امنیت و حفظ اعتماد در محیط‌های ابری و چند کاربره موثر باشد.
چالش‌ها و محدودیت‌های Intel SGX
استفاده از امنیت سخت‌افزاری SGX میتواند بر عملکرد سیستم تاثیرگذار باشد. زیرا فضاهای انکلاو در پردازنده باعث اشغال منابع حافظه می‌شوند. همچنین رمزنگاری حافظه و ایزوله سازی داده‌ها در اجرای برنامهها تاخیر ایجاد میکند. راه‌حل رفع این مشکل این است که حجم داده‌های قابل پردازش در Enclave را پایین بیاورید و سیستم سخت‌افزار سرور خود را ارتقا دهید.
بیشتر بخوانید: معرفی نسل پنجم پردازنده های اینتل Xeon
جمع‌بندی
به طور کلی فناوری Intel SGX یک تکنولوژی مهم برای افزایش امنیت و حریم خصوصی داده‌ها و برنامهها می‌باشد. این فناوری در آینده نیز بخش مهمی از CPU های اینتل خواهد بود.
امروزه با وجود تهدیدات سایبری پیچیده امنیت تنها در سطح نرم‌افزار کافی نیست و فناوری SGX راه حل سخت افزاری برای محافظت از داده‌ها است میتواند امنیت داده‌ها را فراهم کند. فناوری SGX به ایجاد یک محیط اجرای امن کمک میکند تا برنامهها با داشتن یک محیط امن حتی در صورت نفوذ هکرها امن بمانند. این تکنولوژی با استفاده از امنیت سخت‌افزاری یک روش موثر برای حفاظت از داده‌های حساس می‌باشد.