Media Crypto: TEE 视频分块加密存储

media_crypto 是一个基于 OP-TEE 的视频/大文件加密存储原型。它面向“TEE 隔离环境视频的加密存储”选题，核心目标是避免把完整视频一次性加载到 TEE 中，而是采用普通世界分块读写、安全世界分块加解密的流式方案。

当前版本已经实现：

host 端分块读取输入文件，每块默认 64 KiB。
TA 端在 TEE 中使用 SM4-CTR 执行分块加解密。
加密文件携带自描述 header，记录类型、算法、原始大小、密文大小、IV 等信息。
加密文件末尾携带 HMAC-SM3 完整性标签。
解密前先校验 HMAC，防止密文被篡改。
支持视频专用命令 video-encrypt / video-decrypt。
支持 info 命令查看加密文件元数据。
支持攻击实验命令，生成被篡改、截断的加密文件样本。
支持 benchmark / video-benchmark 输出效率评测指标。
支持加解密性能统计输出。

目录结构

media_crypto/
├── 1.sh                         # 一键构建脚本，编译 host 和 TA 并复制产物
├── Makefile                     # 顶层 Makefile，调用 host/ta 子目录构建
├── README.md                    # 当前说明文档
├── build_log.txt                # 历史构建日志
├── check_ta_sdk.sh              # TA SDK 检查脚本
├── compile.sh                   # 旧环境构建辅助脚本
├── host/
│   ├── Makefile                 # host 端编译规则
│   ├── media_crypto.c           # 普通世界 CA 主程序
│   └── media_crypto             # 编译生成的 AArch64 可执行程序
└── ta/
    ├── Makefile                 # TA 编译规则
    ├── sub.mk                   # TA 源文件和 include 目录声明
    ├── user_ta_header_defines.h # TA UUID、栈/堆大小、TA 属性
    ├── include/
    │   └── ta_media_crypto.h    # CA/TA 共用 UUID、命令号、常量
    ├── media_crypto_ta.c        # 安全世界 TA 逻辑
    └── 8aaaf200-2450-11e4-abe20002a5d5c51b.ta # 编译签名后的 TA

部分 .o、.elf、.map、.dmp、.cmd 文件是构建中间产物，不是主要源码。

总体架构

系统由两个部分组成：

普通世界 Linux 用户态
  host/media_crypto
      |
      | TEEC_InvokeCommand()
      v
安全世界 OP-TEE
  ta/media_crypto_ta.c

host 端负责：

打开输入/输出文件。
读取和写入加密文件 header。
按 64 KiB 分块读取视频或普通文件。
将数据块通过 OP-TEE Client API 发送给 TA。
接收加密/解密后的数据块并写回文件。
调用 TA 计算/校验 HMAC-SM3。
输出进度、性能统计和文件信息。

TA 端负责：

维护每个 session 的加密上下文。
使用 TEE_ALG_SM4_CTR 进行分块加解密。
使用 TEE_ALG_HMAC_SM3 进行完整性校验。
使用 TEE_GenerateRandom() 生成随机 IV。
在 TEE 内保存加密密钥和 HMAC key 的使用逻辑。

加密文件格式

加密输出文件格式如下：

[media_crypto_header][ciphertext blocks][HMAC-SM3 tag]

header 字段由 host/media_crypto.c 中的 media_crypto_header_t 定义：

typedef struct __attribute__((packed)) media_crypto_header {
    uint8_t magic[8];       // "MCTEEv2"
    uint32_t version;       // 当前为 2
    uint32_t algorithm;     // 当前为 SM4-CTR
    uint32_t flags;         // video 标记等
    uint32_t header_size;   // header 大小
    uint64_t plain_size;    // 原始文件大小
    uint64_t cipher_size;   // 补齐后的密文大小
    uint32_t chunk_size;    // 默认 65536
    uint8_t iv[16];         // TEE 生成的随机 IV
    char media_type[16];    // "video" 或 "file"
    uint8_t reserved[16];   // 保留字段
} media_crypto_header_t;

注意：为了规避部分 OP-TEE/SM4-CTR 环境在非 16 字节尾块上的兼容性问题，host 端会把最后一块补零到 16 字节边界后送入 TA 加密。因此：

cipher_size >= plain_size
cipher_size - plain_size < 16

解密时会根据 plain_size 截断补零部分，所以解密结果和原始视频逐字节一致。

TA 命令接口

命令号定义在 ta/include/ta_media_crypto.h：

#define TA_MEDIA_CRYPTO_CMD_INC_VALUE    0
#define TA_MEDIA_CRYPTO_CMD_ENCRYPT_INIT 1
#define TA_MEDIA_CRYPTO_CMD_DECRYPT_INIT 2
#define TA_MEDIA_CRYPTO_CMD_UPDATE       3
#define TA_MEDIA_CRYPTO_CMD_FINISH       4
#define TA_MEDIA_CRYPTO_CMD_HMAC_INIT    5
#define TA_MEDIA_CRYPTO_CMD_HMAC_UPDATE  6
#define TA_MEDIA_CRYPTO_CMD_HMAC_FINAL   7
#define TA_MEDIA_CRYPTO_CMD_HMAC_FINISH  8

主要调用流程：

加密：
  HMAC_INIT
  ENCRYPT_INIT -> TA 生成 IV
  HMAC_UPDATE(header)
  循环：
    UPDATE(plain block) -> cipher block
    HMAC_UPDATE(cipher block)
  HMAC_FINAL -> tag
  FINISH

解密：
  读取 header
  HMAC_INIT
  HMAC_UPDATE(header)
  循环：
    HMAC_UPDATE(cipher block)
  HMAC_FINAL -> 与文件末尾 tag 比较
  DECRYPT_INIT(header.iv)
  循环：
    UPDATE(cipher block) -> plain block
    按 plain_size 截掉补零
  FINISH

主要源码说明

`host/media_crypto.c`

普通世界 CA 程序，运行在 Linux 用户态，链接 libteec。

核心功能：

init_tee() / finalize_tee()
- 初始化 TEEC_Context
- 根据 TA UUID 打开/关闭 session
encrypt_file()
- 支持 encrypt 和 video-encrypt
- 创建 header
- 请求 TA 生成 IV
- 分块读输入文件
- 最后一块按 16 字节补零
- 调用 TA 加密
- 写出密文和 HMAC tag
- 输出加密性能
decrypt_file()
- 支持 decrypt 和 video-decrypt
- 读取并校验 header
- 校验 HMAC-SM3
- 分块调用 TA 解密
- 根据 plain_size 去掉补零
- 输出解密性能
show_info()
- 实现 info 命令
- 展示文件类型、算法、大小、chunk size、HMAC 状态等
cipher_init() / cipher_update()
- 封装 CA 到 TA 的 SM4-CTR 调用
hmac_init() / hmac_update() / hmac_final()
- 封装 CA 到 TA 的 HMAC-SM3 调用

`ta/media_crypto_ta.c`

安全世界 TA 程序，运行在 OP-TEE 中。

核心功能：

TA_CreateEntryPoint()
- TA 创建入口
TA_OpenSessionEntryPoint()
- 为每个 session 分配 media_crypto_ctx_t
- 保存 cipher/HMAC operation handle
TA_CloseSessionEntryPoint()
- 释放 cipher/HMAC operation 和 transient key object
cipher_init()
- 加密模式下生成随机 IV
- 解密模式下使用 header 中的 IV
- 初始化 TEE_ALG_SM4_CTR
cipher_update()
- 调用 TEE_CipherUpdate() 处理数据块
hmac_init() / hmac_update() / hmac_final()
- 使用 TEE_ALG_HMAC_SM3 完整性校验加密文件
TA_InvokeCommandEntryPoint()
- 根据命令号分发到对应功能

当前版本为了保证板子运行稳定，使用 TA 内部 demo key。后续如果要继续增强安全性，可以把 demo key 替换为 TEE Persistent Object 或硬件派生密钥。

`ta/include/ta_media_crypto.h`

CA 和 TA 共用的接口文件：

TA UUID
key/IV/HMAC 长度
命令号

这里不要包含 tee_client_api.h，因为它属于普通世界 API；该头文件同时被 TA 侧包含，必须保持 CA/TA 都能使用。

`ta/user_ta_header_defines.h`

定义 TA 元信息：

TA_UUID
TA_FLAGS
TA_STACK_SIZE
TA_DATA_SIZE
TA 描述和版本

`1.sh`

一键构建脚本：

设置 TA SDK 路径：

TA_DEV_KIT_DIR=/home/hfut/phytium-pi-os/output/build/phytium-optee-v4.6.0/out/data/link/export-ta_arm64

设置 host 端 libteec 导出路径：

TEEC_EXPORT=/home/hfut/phytium-pi-os/output/build/phytium-optee-v4.6.0/out/data/link/export/usr

生成 TA 公钥文件。
编译 host 程序。
编译 TA。
将产物复制到：

../../out/data/bin/
../../out/data/optee_armtz/

编译

在编译机上执行：

cd /home/hfut/phytium-pi-os/output/build/phytium-optee-v4.6.0/app/media_crypto
./1.sh

成功时会看到：

=== Build finished successfully ===

生成的关键产物：

out/data/bin/media_crypto
out/data/optee_armtz/8aaaf200-2450-11e4-abe20002a5d5c51b.ta

完整路径通常是：

/home/hfut/phytium-pi-os/output/build/phytium-optee-v4.6.0/out/data/bin/media_crypto
/home/hfut/phytium-pi-os/output/build/phytium-optee-v4.6.0/out/data/optee_armtz/8aaaf200-2450-11e4-abe20002a5d5c51b.ta

部署到目标板

需要拷贝两个文件：

host 可执行程序：

media_crypto

可以放在板子的任意目录，例如：

/home/dejavu/桌面/media_crypto/host/media_crypto

TA 文件：

8aaaf200-2450-11e4-abe20002a5d5c51b.ta

放到板子的 TA 加载目录：

sudo cp 8aaaf200-2450-11e4-abe20002a5d5c51b.ta /data/optee_armtz/

给 host 程序执行权限：

chmod +x /home/dejavu/桌面/media_crypto/host/media_crypto

确认 OP-TEE 设备存在：

ls /dev/tee*

通常应能看到：

/dev/tee0
/dev/teepriv0

命令用法

在板子上进入程序目录：

cd /home/dejavu/桌面/media_crypto

查看帮助：

./host/media_crypto

支持命令：

encrypt        普通文件加密
decrypt        普通文件解密
video-encrypt  视频文件加密
video-decrypt  视频文件解密
info           查看加密文件信息
attack-bitflip 生成密文被篡改的攻击样本
attack-header  生成 header 被篡改的攻击样本
attack-tag     生成 HMAC tag 被篡改的攻击样本
attack-truncate 生成被截断的攻击样本
attack-all     一键生成 bitflip/header/tag/truncated 四类攻击样本
benchmark      普通文件加解密效率评测
video-benchmark 视频加解密效率评测

视频加密演示

假设原视频是：

/home/dejavu/桌面/test.mp4

加密：

sudo ./host/media_crypto video-encrypt /home/dejavu/桌面/test.mp4 /tmp/test.mp4.enc

成功输出类似：

video encrypt: 12645566/12645566 bytes (100%)
video encrypt stats: 12.06 MiB in 6.137 s, 1.96 MiB/s
video-encrypt completed successfully.

查看加密文件信息：

sudo ./host/media_crypto info /tmp/test.mp4.enc

输出类似：

Media Crypto File Info
  Type          : video
  Version       : 2
  Algorithm     : SM4-CTR
  Integrity     : HMAC-SM3 enabled
  TEE key       : TA private demo key
  Plain size    : 12645566 bytes (12.06 MiB)
  Cipher size   : 12645568 bytes (12.06 MiB)
  Chunk size    : 65536 bytes
  Header size   : 92 bytes
  HMAC size     : 32 bytes
  File size     : 12645692 bytes
  Size check    : ok

说明：

Plain size 是原始视频大小。
Cipher size 是补齐后的密文大小。
Cipher size 可能比 Plain size 大 0 到 15 字节，这是最后一块 16 字节补齐导致的正常现象。
File size = Header size + Cipher size + HMAC size。
Size check: ok 表示加密文件结构完整。

解密：

sudo ./host/media_crypto video-decrypt /tmp/test.mp4.enc /tmp/test.dec.mp4

成功输出类似：

video verify: 12645568/12645568 bytes (100%)
video decrypt: 12645566/12645566 bytes (100%)
video decrypt stats: 12.06 MiB in 4.140 s, 2.91 MiB/s
video-decrypt completed successfully.

校验原视频和解密视频是否完全一致：

cmp /home/dejavu/桌面/test.mp4 /tmp/test.dec.mp4

如果 cmp 没有任何输出，说明两个文件逐字节完全一致。

打开解密视频：

xdg-open /tmp/test.dec.mp4

或复制到桌面双击打开：

cp /tmp/test.dec.mp4 /home/dejavu/桌面/

证明加密文件不能直接播放

尝试打开加密文件：

xdg-open /tmp/test.mp4.enc

正常情况下播放器无法识别或无法播放。因为加密文件已经不是标准 MP4 格式，而是：

MCTEEv2 header + SM4-CTR 密文 + HMAC-SM3 tag

这可以作为演示“视频已经加密存储”的直观证据。

普通文件测试

生成随机测试文件：

dd if=/dev/urandom of=/tmp/test.bin bs=1M count=5

加密：

sudo ./host/media_crypto encrypt /tmp/test.bin /tmp/test.bin.enc

查看信息：

sudo ./host/media_crypto info /tmp/test.bin.enc

解密：

sudo ./host/media_crypto decrypt /tmp/test.bin.enc /tmp/test.bin.dec

校验：

cmp /tmp/test.bin /tmp/test.bin.dec

效率评测演示

video-benchmark 会自动完成一次视频加密、一次视频解密，并统计吞吐率、总耗时、存储额外开销和解密结果一致性。

sudo ./host/media_crypto video-benchmark /home/dejavu/桌面/test.mp4 /tmp/bench.mp4.enc /tmp/bench.dec.mp4

输出中会包含类似内容：

Media Crypto Benchmark
  Input       : /home/dejavu/桌面/test.mp4
  Encrypted   : /tmp/bench.mp4.enc
  Decrypted   : /tmp/bench.dec.mp4
  Type        : video
  Algorithm   : SM4-CTR + HMAC-SM3
  Chunk size  : 65536 bytes

Benchmark Summary
  Plain size        : 12645566 bytes (12.06 MiB)
  Cipher size       : 12645568 bytes (12.06 MiB)
  Encrypted file    : 12645692 bytes (12.06 MiB)
  Decrypted file    : 12645566 bytes (12.06 MiB)
  Encrypt time      : 6.137 s
  Encrypt speed     : 1.96 MiB/s
  Decrypt time      : 4.140 s
  Decrypt speed     : 2.91 MiB/s
  Total crypto time : 10.277 s
  Storage overhead  : 126 bytes
  Overhead ratio    : 0.000997 %
  Header overhead   : 92 bytes
  HMAC overhead     : 32 bytes
  Padding overhead  : 2 bytes
  Compare result    : match

这些指标可以用于论文中的效率分析：

Encrypt speed：加密吞吐率。
Decrypt speed：解密吞吐率。
Total crypto time：完整加解密总耗时。
Storage overhead：加密存储带来的额外字节数。
Overhead ratio：额外存储占原视频大小的比例。
Compare result: match：解密输出与原文件逐字节一致。

普通文件也可以使用：

sudo ./host/media_crypto benchmark /tmp/test.bin /tmp/bench.bin.enc /tmp/bench.bin.dec

攻击实验演示

攻击实验命令只在普通世界修改加密文件，不接触 TEE 内部密钥，也不改变 TA 的加解密逻辑。它们的作用是生成“被攻击后的样本”，然后再用正常 video-decrypt 命令验证系统能否拒绝异常文件。

先生成正常加密文件：

sudo ./host/media_crypto video-encrypt /home/dejavu/桌面/test.mp4 /tmp/test.mp4.enc

1. 密文比特翻转攻击

生成密文被篡改的文件：

sudo ./host/media_crypto attack-bitflip /tmp/test.mp4.enc /tmp/test.bitflip.enc

再尝试解密：

sudo ./host/media_crypto video-decrypt /tmp/test.bitflip.enc /tmp/test.bitflip.dec.mp4

预期会失败，并输出类似：

hmac check failed: encrypted file may be corrupted

这说明攻击者即使只修改密文中的 1 个字节，也会被 HMAC-SM3 检测出来。

2. Header 篡改攻击

生成 header 被篡改的文件：

sudo ./host/media_crypto attack-header /tmp/test.mp4.enc /tmp/test.header.enc

尝试解密：

sudo ./host/media_crypto video-decrypt /tmp/test.header.enc /tmp/test.header.dec.mp4

预期结果：

hmac check failed: encrypted file may be corrupted

说明 header 也参与了 HMAC-SM3 计算，攻击者不能随意修改文件元数据。

3. HMAC 标签篡改攻击

生成 HMAC tag 被篡改的文件：

sudo ./host/media_crypto attack-tag /tmp/test.mp4.enc /tmp/test.tag.enc

尝试解密：

sudo ./host/media_crypto video-decrypt /tmp/test.tag.enc /tmp/test.tag.dec.mp4

预期结果：

hmac check failed: encrypted file may be corrupted

说明攻击者不能伪造或替换文件末尾的完整性标签。

4. 截断攻击

生成尾部被截断的文件：

sudo ./host/media_crypto attack-truncate /tmp/test.mp4.enc /tmp/test.truncated.enc

查看信息或尝试解密：

sudo ./host/media_crypto info /tmp/test.truncated.enc
sudo ./host/media_crypto video-decrypt /tmp/test.truncated.enc /tmp/test.truncated.dec.mp4

预期结果：

encrypted file size does not match header

说明攻击者不能删除部分密文或 HMAC tag 后伪造成合法加密视频。

5. 一键生成攻击样本

可以用 attack-all 一次性生成四类攻击样本：

sudo ./host/media_crypto attack-all /tmp/test.mp4.enc /tmp/test.attack

它会生成：

/tmp/test.attack.bitflip.enc
/tmp/test.attack.header.enc
/tmp/test.attack.tag.enc
/tmp/test.attack.truncated.enc

然后可以逐个验证：

sudo ./host/media_crypto video-decrypt /tmp/test.attack.bitflip.enc /tmp/bitflip.dec.mp4
sudo ./host/media_crypto video-decrypt /tmp/test.attack.header.enc /tmp/header.dec.mp4
sudo ./host/media_crypto video-decrypt /tmp/test.attack.tag.enc /tmp/tag.dec.mp4
sudo ./host/media_crypto video-decrypt /tmp/test.attack.truncated.enc /tmp/truncated.dec.mp4

预期前三个出现 HMAC 校验失败，截断样本出现文件大小校验失败。

6. 直接播放密文攻击

尝试直接播放加密文件：

xdg-open /tmp/test.mp4.enc

预期播放器无法正常播放。该实验用于证明普通世界看到的是密文文件，而不是可直接观看的视频内容。

攻击实验可证明：

机密性：加密文件不能直接播放。
完整性：密文、header、HMAC tag 被修改后无法通过校验。
抗截断：文件长度被破坏后无法通过结构校验。
隔离性：攻击命令只在普通世界修改文件，无法获得 TEE 内部密钥。

板端实测结果

本节记录一次在 Phytium Pi 板端的完整实测结果，可作为论文或答辩中的实验数据样例。

1. 功能正确性验证

测试视频：

/home/dejavu/桌面/test.mp4

测试命令：

sudo ./host/media_crypto video-encrypt /home/dejavu/桌面/test.mp4 /tmp/test.mp4.enc
sudo ./host/media_crypto info /tmp/test.mp4.enc
sudo ./host/media_crypto video-decrypt /tmp/test.mp4.enc /tmp/test.dec.mp4
cmp /home/dejavu/桌面/test.mp4 /tmp/test.dec.mp4
xdg-open /tmp/test.dec.mp4

实测结果：

验证项	结果
视频加密	`video-encrypt completed successfully.`
加密文件信息	`Size check : ok`
视频解密	`video-decrypt completed successfully.`
文件一致性	`cmp` 无输出，表示逐字节一致
视频播放	`/tmp/test.dec.mp4` 可被 VLC 正常播放

该结果说明：加密文件可以被 TEE 正确解密还原，解密后视频与原始视频完全一致。

2. 加密文件结构结果

info 命令输出的关键字段如下：

字段	实测值
Type	`video`
Version	`2`
Algorithm	`SM4-CTR`
Integrity	`HMAC-SM3 enabled`
TEE key	`TA private demo key`
Plain size	`12645566 bytes (12.06 MiB)`
Cipher size	`12645568 bytes (12.06 MiB)`
Chunk size	`65536 bytes`
Header size	`92 bytes`
HMAC size	`32 bytes`
File size	`12645692 bytes`
Size check	`ok`

由此可得：

File size = Header size + Cipher size + HMAC size
          = 92 + 12645568 + 32
          = 12645692 bytes

其中密文比原文多 2 bytes，这是最后一块补齐到 16 字节边界导致的正常现象。

3. 效率评测结果

测试命令：

sudo ./host/media_crypto video-benchmark /home/dejavu/桌面/test.mp4 /tmp/bench.mp4.enc /tmp/bench.dec.mp4

实测结果：

指标	实测值
Plain size	`12645566 bytes (12.06 MiB)`
Cipher size	`12645568 bytes (12.06 MiB)`
Encrypted file	`12645692 bytes (12.06 MiB)`
Decrypted file	`12645566 bytes (12.06 MiB)`
Encrypt time	`6.485 s`
Encrypt speed	`1.86 MiB/s`
Decrypt time	`6.634 s`
Decrypt speed	`1.82 MiB/s`
Total crypto time	`13.119 s`
Storage overhead	`126 bytes`
Overhead ratio	`0.000996 %`
Header overhead	`92 bytes`
HMAC overhead	`32 bytes`
Padding overhead	`2 bytes`
Compare result	`match`

效率结论：

当前板端实测加密吞吐率约为 1.86 MiB/s。
当前板端实测解密吞吐率约为 1.82 MiB/s。
对 12.06 MiB 视频，加密文件额外存储开销为 126 bytes。
额外存储占比约为 0.000996 %，几乎可以忽略。
Compare result: match 表示解密文件与原视频完全一致。

该结果说明：方案在提供 TEE 隔离、SM4-CTR 加密和 HMAC-SM3 完整性校验的同时，采用分块流式处理，额外存储开销很小。

4. 攻击实验结果

测试命令：

sudo ./host/media_crypto attack-all /tmp/test.mp4.enc /tmp/test.attack

sudo ./host/media_crypto video-decrypt /tmp/test.attack.bitflip.enc /tmp/bitflip.dec.mp4
sudo ./host/media_crypto video-decrypt /tmp/test.attack.header.enc /tmp/header.dec.mp4
sudo ./host/media_crypto video-decrypt /tmp/test.attack.tag.enc /tmp/tag.dec.mp4
sudo ./host/media_crypto info /tmp/test.attack.truncated.enc

实测结果：

攻击类型	攻击位置	程序输出	验证结论
bitflip 密文篡改	ciphertext offset `6322876`	`hmac check failed: encrypted file may be corrupted`	检测成功
header 篡改	header offset `76`	`hmac check failed: encrypted file may be corrupted`	检测成功
HMAC tag 篡改	tag offset `12645691`	`hmac check failed: encrypted file may be corrupted`	检测成功
文件截断	tail `32 bytes` removed	`Size check : mismatch`	检测成功

攻击实验结论：

修改密文任意位置会导致 HMAC-SM3 校验失败。
修改受保护 header 会导致 HMAC-SM3 校验失败。
修改 HMAC tag 会导致完整性校验失败。
删除文件尾部会导致文件结构校验失败。
攻击命令只在普通世界生成异常样本，无法获得或修改 TEE 内部密钥。

因此，该方案不仅能完成视频加密存储，还能抵抗普通世界中的密文篡改、元数据篡改、完整性标签篡改和截断攻击。

5. 实验总结

综合上述实测结果，可以得出：

1. 功能有效性：视频可成功加密、解密，解密结果与原视频逐字节一致。
2. 机密性：加密文件不是标准 MP4，普通世界不能直接播放获取视频内容。
3. 完整性：密文、header、HMAC tag 被篡改后均无法通过校验。
4. 抗截断性：文件长度异常可被结构校验发现。
5. 效率表现：12.06 MiB 视频加密速率约 1.86 MiB/s，解密速率约 1.82 MiB/s。
6. 存储开销：额外开销仅 126 bytes，占比约 0.000996 %。
7. 大文件适配性：系统按 64 KiB 分块处理，不需要把整个视频一次性加载进 TEE。

常见问题

1. `bash: encrypt: 未找到命令`

错误用法：

encrypt /tmp/test.bin /tmp/test.bin.enc

正确用法：

./host/media_crypto encrypt /tmp/test.bin /tmp/test.bin.enc

encrypt 是 media_crypto 的参数，不是独立命令。

2. `TEEC_InitializeContext failed: 0xffff0008`

通常是普通用户没有权限访问 /dev/tee0。

可以先用 sudo：

sudo ./host/media_crypto video-encrypt input.mp4 output.enc

后续如果想不用 sudo，需要配置 /dev/tee* 权限或 udev 规则。

3. `TEEC_OpenSession failed: 0xffff3024`

0xffff3024 表示 TEE_ERROR_TARGET_DEAD，即 TA 在打开 session 或执行命令时崩溃。

排查方向：

是否把最新 .ta 拷贝到了 /data/optee_armtz/。
host 程序和 TA 是否来自同一次构建。
是否还有旧的半成品 .enc 文件。
重新执行：

sudo cp 8aaaf200-2450-11e4-abe20002a5d5c51b.ta /data/optee_armtz/
chmod +x ./host/media_crypto
sudo rm -f /tmp/test.mp4.enc /tmp/test.dec.mp4

4. `Size check : mismatch`

说明加密文件大小和 header 中记录的结构不一致。

常见原因：

上一次加密中途失败，留下了半成品。
手动修改过 .enc 文件。
使用旧版程序读取新版加密文件。

解决：

sudo rm -f /tmp/test.mp4.enc /tmp/test.dec.mp4
sudo ./host/media_crypto video-encrypt /home/dejavu/桌面/test.mp4 /tmp/test.mp4.enc

然后重新运行：

sudo ./host/media_crypto info /tmp/test.mp4.enc

应看到：

Size check    : ok

5. 加密后 `Cipher size` 比 `Plain size` 大

这是正常现象。

当前实现会将最后一块补零到 16 字节边界再送入 TA 加密：

0 <= Cipher size - Plain size < 16

解密时会根据 plain_size 截断补零，最终输出仍然和原始文件完全一致。

6. 加密文件无法播放

这是预期结果。加密文件已经不是 MP4 格式，播放器无法识别。

需要先解密：

sudo ./host/media_crypto video-decrypt /tmp/test.mp4.enc /tmp/test.dec.mp4
xdg-open /tmp/test.dec.mp4

当前安全说明

当前实现重点是验证选题要求中的：

分块读取、分块加密、分块写回

并展示：

视频密文不可直接播放。
解密后视频可播放。
原视频和解密视频 cmp 完全一致。
HMAC 可检测密文篡改。
攻击样本无法通过解密校验。

为了保证目标板运行稳定，当前 key 使用 TA 内部 demo key。进一步增强可做：

使用 TEE Persistent Object 保存加密密钥和 HMAC key。
使用硬件唯一密钥派生业务密钥。
增加密钥轮换和 key version。
增加用户 PIN 或设备绑定策略。
支持 image/feature 类型命令，覆盖人脸图片和特征数据。

Name		Name	Last commit message	Last commit date
media_crypto		media_crypto
8aaaf200-2450-11e4-abe20002a5d5c51b.ta		8aaaf200-2450-11e4-abe20002a5d5c51b.ta
optee_dev_basics.md		optee_dev_basics.md
readme.md		readme.md
编译环境.md		编译环境.md
选题题目.png		选题题目.png

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Media Crypto: TEE 视频分块加密存储

目录结构

总体架构

加密文件格式

TA 命令接口

主要源码说明

host/media_crypto.c

ta/media_crypto_ta.c

ta/include/ta_media_crypto.h

ta/user_ta_header_defines.h

1.sh

编译

部署到目标板

命令用法

视频加密演示

证明加密文件不能直接播放

普通文件测试

效率评测演示

攻击实验演示

1. 密文比特翻转攻击

2. Header 篡改攻击

3. HMAC 标签篡改攻击

4. 截断攻击

5. 一键生成攻击样本

6. 直接播放密文攻击

板端实测结果

1. 功能正确性验证

2. 加密文件结构结果

3. 效率评测结果

4. 攻击实验结果

5. 实验总结

常见问题

1. bash: encrypt: 未找到命令

2. TEEC_InitializeContext failed: 0xffff0008

3. TEEC_OpenSession failed: 0xffff3024

4. Size check : mismatch

5. 加密后 Cipher size 比 Plain size 大

6. 加密文件无法播放

当前安全说明

推荐演示流程

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Languages

`host/media_crypto.c`

`ta/media_crypto_ta.c`

`ta/include/ta_media_crypto.h`

`ta/user_ta_header_defines.h`

`1.sh`

1. `bash: encrypt: 未找到命令`

2. `TEEC_InitializeContext failed: 0xffff0008`

3. `TEEC_OpenSession failed: 0xffff3024`

4. `Size check : mismatch`

5. 加密后 `Cipher size` 比 `Plain size` 大