文章总结： 这篇文档回顾了SDC2025上关于不同芯片架构下可信执行环境(TEE)安全漏洞的研究。研究者分析了高通、三星和联发科三大平台的TEE架构，发现了20多个安全漏洞，其中超过10个为高风险。文章详细介绍了FaceID、摄像头处理、mPOS支付、指纹识别、区块链钱包和KnoxVault等模块的漏洞，并总结了跨架构共性漏洞、架构特有漏洞和特殊模块漏洞的特点，最后提出了加强接口规范、安全验证和异常检测等未来TEE安全防护方向。
综合评分： 88
文章分类： 漏洞分析,二进制安全,移动安全,IoT安全,安全建设
SDC2025 议题回顾 | 不同芯片架构下的可信执行环境（TEE）安全漏洞研究
SDC2025
看雪学苑
2025年12月3日 18:00
上海
议题回顾
如今，随着移动设备功能越来越丰富，我们的手机也变得越来越安全。手机中加入了更多的安全模块和防护措施，不仅包括应用层和内核层的安全措施，还包括底层的安全芯片。
在这一过程中，可信执行环境（TEE）发挥着越来越重要的作用。它不仅是安全机制的桥梁，更是众多安全需求的核心。在我们过去关于 Android 底层安全分析的研究中，深入研究了移动设备的TEE，尤其是安卓领先厂商三星的设备，包括 Exynos、Qualcomm 和 MediaTek 系列手机。它们在各自实现上有许多相似之处，也存在一些差异。演讲者在不同模块和层面中发现了 20 多个安全漏洞，其中超过10个被评估为高风险漏洞。
一起来回顾下 吴君陶&华杭煜在 SDC2025上发表的议题演讲——《不同芯片架构下的可信执行环境（TEE）安全漏洞研究》
演讲嘉宾：吴君陶
Shuffle Team 创始人，专注主流操作系统、应用程序和 Web3 的安全研究。曾担任 Blackhat2022、Zer0Con2024 和 offbyone2024 演讲嘉宾。
演讲嘉宾：华杭煜
Shuffle Team 联合创始人，专注底层安全如linux/android/tee/bootloader，曾担任offbyone2024 演讲嘉宾。
*以下为整理后的速记：
背景
01
在现代移动设备与操作系统中，安全与隐私保护已成为核心诉求。无论是手机、平板还是 PC，一些关键的敏感业务（如指纹识别、人脸识别、移动支付等）通常都被放置在一个隔离的“安全世界（Secure World）”中执行，而普通应用运行在“非安全世界（Normal World）”。这种隔离机制，正是TEE（Trusted Execution Environment，可信执行环境）的核心理念。
然而，将敏感业务放入安全世界并不代表绝对安全。过去几年中，业界已多次披露不同厂商 TEE 实现中的漏洞。这些漏洞既可能源自编码缺陷，也可能来自不同芯片架构实现差异造成的机制性问题。
近年来，TEE 正经历从“底层安全防护”向“多功能安全计算平台”的深刻演变。手机厂商纷纷在 TEE 中加载更多功能模块，例如：
◆AI 模型保护与隐私计算：在隔离环境中进行敏感数据处理。
◆Web3 与加密资产安全：依赖硬件信任根保障数字资产安全。
这种趋势使得 TEE 的攻击面和复杂度都显著增加。
当前主要面临的安全挑战包括：
1.侧信道攻击（Side Channel）：如 Spectre、Meltdown 及近年新的芯粒级漏洞。
2.供应链污染（Supply Chain）：从芯片制造、固件签名到更新任一环节均可能破坏信任链。
3.跨域通信复杂度：TEE 与 GPU、协处理器间的跨域交互逐渐频繁，带来新的边界风险。
4.架构差异带来的实现漏洞：硬件隔离无法完全抵御软件层面的内存错误或逻辑漏洞。
架构分析
02
在 Android 架构中，系统通常分为Normal World与Secure World。其中 Secure World 由芯片厂商的 TEE 实现负责，如高通（Qualcomm QSEE）、三星（Exynos TEEGRIS）、联发科（MTK TEE）等。
在 Normal World 层面，不同厂商间主要差异体现在 Native Library 实现。
例如：
◆高通：自封装完整函数调用库；
◆三星：因同时支持 Exynos、MTK、Qualcomm，多套函数接口并行；
◆联发科：采用独立实现。
在内核驱动层，各厂商实现的 SMC（Secure Monitor Call） 调用路径略有不同，但最终都会触发smc_handler调用至 Monitor 层，再通过 ERET 返回 TEE 内核执行环境。
Monitor 层与 Secure Kernel 的通信关键依赖于寄存器SCR_EL3与异常控制位（NS 位），决定了执行上下文是否处于安全态。此机制是 Normal 与 Secure 世界间状态切换的根基。
在 TEE Kernel 层，指令流会进入smc_handler与smc_handle_call，最终把请求交由相应的 TA（Trusted Application）处理。高通平台中这些逻辑多由qseecom_scm_call、qsee_hash等函数封装实现，而三星平台则往往采用自定义加密代码段，需通过启动加载分析才能定位。
核心功能模块与通用漏洞
03
Android TEE 中常见的核心功能包括：
◆生物识别（人脸、指纹）
◆支付安全（mPOS 模块）
◆安全设备解锁与认证
◆密钥与 DRM 管理
◆安全启动链
研究重点集中在以下三个模块：
1.FaceID 模块（sec_fr）
2.Fingerprint 模块
3.mPOS 移动支付模块
（1）CVE-2025-20943：FaceID 模块通用漏洞
该漏洞出现在sec_fr_decode_templ_l_ver3函数中，源于memcpy操作对目标缓冲区偏移未校验，攻击者可在任意偏移处写入最多 0x64 字节数据，从而实现越界写。
进一步分析发现，高通与三星平台实现几乎一致，仅调用函数封装不同，说明漏洞具有跨架构通用性。
结合sec_fr_init_template中可控全局变量arg3_info，攻击者可实现任意地址写入。
（2）CVE-2025-20948：摄像头图像帧处理漏洞
在高通与猎户座平台的onEnrollFrame命令处理中，程序允许应用层直接传递图像缓存地址至 TEE。
攻击者可利用 DMA 共享内存方式传递恶意地址，从而打破 Normal 与 Secure 世界间边界，实现越界读写。
特有漏洞
04
在不同芯片架构下，厂商为兼容自身硬件特性，往往在相同功能模块中采用不同实现。这成为新的攻击面。
（1）mPOS 模块漏洞（CVE-2025-20904 / 20905）
在高通平台中，process_command函数允许初始化任意大小的内存块作为背景存储，而未对宽高及尺寸字段进行有效验证，导致图像解析过程可越界读写。
而猎户座与 MTK 平台的同功能模块使用更严格的 PNG 库校验逻辑，因此未触发该漏洞。
（2）Fingerprint 模块特有漏洞
do_extra_control_d函数中，当global_data值为 0x67 时，output_buf与output_buf_len均未检查，最终调用qfp_liveness_get_asp_data时会发生大规模内存越界复制。
该漏洞同样存在于高通与猎户座两种平台，仅函数命名与符号表差异不同，说明两者共享部分底层代码逻辑。
特殊功能模块
05
（1）Blockchain Wallet 模块
区块链钱包作为典型的高安全场景，其核心功能（生成地址、创建交易、签名等）均需在 TEE 内执行。
研究发现，不同平台采用了两套完全不同的实现：
◆Exynos 使用自研图像解析与加密库；
◆Qualcomm 则复用部分开源组件。
这导致在加密算法调用与反序列化处理中出现了数个内存类漏洞（CVE-2025-21017~21021）。
（2）Knox Vault 安全芯片
Knox Vault 是三星的独立安全芯片，提供强隔离的密码、认证和存储功能。其体系结构包括：
◆子系统（Subsystem）：集成于 SoC 内核；
◆存储区（Storage）：独立物理芯片，双重隔离；
◆二者通过安全 I²C 总线通信。
理论上可抵御探针注入、故障注入等硬件攻击，但实际逆向发现，其部分加密认证逻辑仍存在内存越界及认证流程缺陷（CVE-2025-20982、20983）。
总结与启示
06
通过对高通、三星、联发科三大芯片平台下 TEE 架构的系统性分析，我们发现：
1.跨架构共性漏洞（如 sec_fr 模块）说明厂商间代码共享广泛，漏洞可迁移；
2.架构特有漏洞（如 mPOS、Fingerprint）揭示了不同平台实现逻辑差异；
3.特殊模块漏洞（如 Blockchain Wallet、Knox Vault）进一步暴露了 TEE 与上层应用及独立芯片间的信任边界问题。
未来 TEE 的安全防护应关注以下方向：
◆加强厂商间的接口规范统一与安全审计；
◆对共享内存、DMA 通道的安全验证；
◆架构级别的异常检测与防护机制；
◆提升代码复用组件的安全隔离。
TEE 作为现代移动安全的核心基石，正在从“隐形保险箱”演变为“安全计算平台”。但当其功能日益丰富时，漏洞与风险也随之指数级增长。唯有深入理解不同架构下的实现差异，才能真正构筑可信的安全边界。
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