TEE Attestor 개발 및 AWS Nitro Enclaves 구성 가이드

[hyuki0130]

개요

ProofPort에서 자체 zkTLS Attestor 서비스를 구축하기 위한 TEE(Trusted Execution Environment) 개발 가이드입니다.

상세 문서: docs/TEE_ATTESTOR_DEVELOPMENT.md

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1. TEE 기본 개념

TEE (Trusted Execution Environment)

• 메인 프로세서 내의 격리된 보안 영역
• 코드와 데이터의 기밀성/무결성 보호
• 외부 네트워크 접근 불가 (vsock만 사용)

Attestation 프로세스

[Enclave 내부]                    [AWS Nitro Hypervisor]
     │                                    │
     │  1. get-attestation-document       │
     │ ─────────────────────────────────► │
     │                                    │
     │  2. PCRs + Nonce + 추가 데이터     │
     │ ◄───────────────────────────────── │
     │       (서명된 CBOR/COSE)           │

Platform Configuration Registers (PCRs)

PCR	내용	용도
PCR0	Enclave 이미지 파일 (EIF) 해시	코드 무결성 검증
PCR1	Linux 커널 + 부트스트랩	런타임 환경 검증
PCR2	애플리케이션	앱 코드 검증
PCR8	서명 인증서	서명된 빌드 검증

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2. Attestor 아키텍처

zkTLS Attestor의 역할

1. TLS 프록시: Client ↔ Data Source 간 TLS 트래픽 중계
2. 데이터 관찰: 복호화된 요청/응답 관찰 (읽기만)
3. 증명 생성: "이 데이터가 특정 서버에서 왔음"을 증명
4. 서명: TEE의 Attestation으로 신뢰성 보장

두 가지 구현 방식

방식	특징	ProofPort 권장
MPC-TLS (TLSNotary)	2PC로 세션키 분할, 프라이버시 강화, 복잡하고 느림	❌
Proxy 모델 (zkPass/Reclaim)	Attestor가 전체 트래픽 관찰, TEE 내부 복호화, 간단하고 빠름	✅

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3. AWS Nitro Enclaves 구성

지원 인스턴스 타입

• 범용: M5, M5a, M5d, M6i, M6a (4+ vCPUs)
• 컴퓨팅 최적화: C5, C5a, C6i, C6a (4+ vCPUs)
• 권장 시작 인스턴스: c6a.xlarge (가장 저렴한 4 vCPU)

제한사항

• ❌ Bare metal 인스턴스
• ❌ Burstable 인스턴스 (T3, T4g 등)
• ❌ 1 vCPU 인스턴스

인프라 구성

VPC
├── Public Subnet
│   └── Application Load Balancer (HTTPS:443)
│
└── Private Subnet
    ├── EC2 Instance (c6a.xlarge, Nitro Enclave 활성화)
    │   ├── Parent Instance
    │   │   ├── API Gateway
    │   │   └── vsock Proxy
    │   │
    │   └── Nitro Enclave
    │       ├── TLS Proxy Engine
    │       ├── Attestation Generator
    │       └── Signature Service
    │
    └── NAT Gateway

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4. 개발해야 할 컴포넌트

Parent Instance (6개)

1. API Gateway - 클라이언트 요청 수신, 인증/인가
2. vsock Proxy - TCP ↔ vsock 변환
3. Session Manager - 세션 상태 관리

Nitro Enclave (3개)

4. TLS Proxy Engine - TLS 핸드셰이크, 데이터 복호화/관찰
5. Attestation Generator - Nitro NSM API 호출, 증명 문서 생성
6. Signature Service - ECDSA 서명, 개인키 관리

프로젝트 구조

proofport-attestor/
├── parent/           # Parent Instance 코드
│   ├── src/
│   │   ├── api/      # API 엔드포인트
│   │   └── proxy/    # vsock 프록시
│   └── Dockerfile
│
├── enclave/          # Enclave 코드
│   ├── src/
│   │   ├── tls_proxy.rs
│   │   ├── attestation.rs
│   │   └── signature.rs
│   └── Dockerfile.enclave
│
├── shared/           # 공유 코드 (프로토콜, 타입)
├── scripts/          # 빌드/배포 스크립트
└── terraform/        # 인프라 코드

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5. API 엔드포인트

POST /api/v1/session/create     # 새 attestation 세션 생성
POST /api/v1/session/{id}/request  # TLS 프록시 요청
POST /api/v1/session/{id}/attest   # Attestation 생성
GET  /api/v1/verify             # Attestation 검증

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6. 비용 분석

AWS 월 비용 (서울 리전)

항목	비용
EC2 (c6a.xlarge)	~$100
ALB	~$20
NAT Gateway	~$35
데이터 전송 (100GB)	~$9
Nitro Enclaves	$0 (무료)
합계	~$164/월

vs 외부 서비스 비교

서비스	예상 비용 (10만 건/월)
자체 운영 (AWS Nitro)	~$164/월 (고정)
zkPass	비공개 (추정 $500+)
Reclaim Protocol	비공개 (토큰 기반)

결론: 대량 처리 시 자체 운영이 비용 효율적

확장 비용

처리량	인스턴스 수	월 비용
~10만 건/월	1	~$164
~100만 건/월	3	~$400
~1000만 건/월	10	~$1,200

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7. 보안 고려사항

신뢰 경계 (Trust Boundary)

신뢰하지 않음	신뢰함
Host OS	Nitro Hypervisor
AWS Operator	Enclave 내부 코드
네트워크	AWS Root of Trust
Parent App

Enclave 보안 특성

• 🔒 메모리 암호화
• 🔒 디버거 접근 불가
• 🔒 외부 네트워크 불가 (vsock만)
• 🔒 영구 저장소 없음

위협 완화

위협	완화 방법
악의적인 Host OS	TEE 격리, 메모리 암호화
MITM 공격	TLS, Attestation
리플레이 공격	Nonce 사용
코드 변조	PCR 검증, 서명된 빌드

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8. 구현 로드맵

Phase 1: 환경 구축

• AWS 계정 설정 (Nitro Enclave 지원 리전)
• Terraform으로 기본 인프라 배포
• EC2 인스턴스 + Nitro Enclaves CLI 설치

Phase 2: 기본 Enclave 개발

• Hello World Enclave 빌드/실행
• vsock 통신 테스트
• Attestation Document 생성 테스트

Phase 3: TLS Proxy 구현

• rustls 기반 TLS 프록시
• SNI 추출 및 라우팅
• 응답 데이터 파싱

Phase 4: Attestation 서비스 구현

• NSM API 연동
• 서명 서비스
• API Gateway

Phase 5: 프로덕션 배포

• Auto Scaling 설정
• 모니터링/로깅
• 보안 감사

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참고 자료

• AWS Nitro Enclaves User Guide
• Cryptographic Attestation
• AWS Nitro Enclaves NSM API
• Marlin Blog - Networking in Enclaves
• TLSNotary Protocol

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Labels

• documentation
• research
• infrastructure