一、夯实 Rust 内核基础能力,支撑真实负载长稳运行
X-Kernel v0.1.0-2606 是 openKylin XTeeOS SIG 推出的首个里程碑版本。 该版本围绕 Rust 安全可信内核的工程化落地,初步建立了可持续维护、可持续验证、可持续发布的基础内核能力基线。
在内核基础能力方面,X-Kernel v0.1.0-2606 已覆盖多架构支持、任务与进程管理、调度、定时器、信号、futex、虚拟内存与地址空间管理、VFS 与文件系统、网络协议栈、设备驱动基础框架、POSIX 兼容接口等核心模块。
同时,版本持续补齐系统可观测与性能验证能力,围绕 ktrace、tracepoint、eBPF/kBPF、fio、iperf3、schbench、libc-test 等测试与观测手段,逐步建立内核性能观测、功能回归和 Linux 基线对比能力。
图1 fio 文件系统 I/O 性能趋势 | 图2 schbench 调度延迟观测 | 图3 网络 iperf3 性能
这些基础能力的完善,使 X-Kernel 开始面向真实系统负载验证内核子系统协同能力。本版本以 Prometheus TSDB 长时间运行为典型场景,对网络、文件系统、调度、内存管理和 I/O 路径进行了综合验证。
测试表明 X-Kernel 能够支撑 Prometheus 连续稳定运行 35 小时以上,验证了系统在监控服务、数据写入、资源治理和长时间运行场景下的基础支撑能力,这一验证也为黑匣子等系统级安全运维能力提供了基础。
图5 支撑 Prometheus TSDB 长时间稳定运行
二、面向安全可信场景,持续完善 TEE 与可信应用支撑能力
图6 双体系可信计算的系统能力布局
X-Kernel v0.1.0-2606 版本持续完善 TEE 可信执行环境相关能力,推动 Rust 内核从基础运行支撑向安全可信场景支撑延伸。
本版本围绕可信应用运行、安全存储、密码算法和加载认证等方向开展增强。通过开发 TA 生命周期管理能力,支持可信应用的创建、运行、退出和资源清理,降低异常退出、资源残留和状态不一致带来的安全风险;通过完善安全存储能力,支持密钥、证书、敏感配置等可信数据的安全保存;通过引入 RustCrypto 相关组件,增强 ECC、SM2、RSA 等密码算法能力,为密钥保护、签名验签和可信链路构建提供基础支撑;通过完善 TA 签名认证与加载路径校验,支持对可信应用来源和完整性的验证,提升可信应用加载过程的安全性。
基于上述能力,X-Kernel 可以进一步支撑密钥保存、生物识别数据保护、可信认证、业务敏感数据处理和安全服务隔离等核心安全场景,为 openKylin 可信计算能力建设提供可验证、可裁剪、可持续演进的安全可信内核底座。
在代码安全质量方面,版本持续清理 unsafe 使用,补充单元测试,并强化主机侧构建工具输入校验,进一步提升 Rust 内核工程实现的安全性和可维护性。
三、支持多架构、多平台与灵活裁剪,形成可演进的可信计算底座
面向不同硬件平台、虚拟化环境和可信计算场景,X-Kernel v0.1.0-2606 建立了灵活配置和多平台适配能力。当前版本支持 AArch64、x86_64、RISC-V 64、LoongArch64 体系架构,并面向 QEMU、Hygon CSV Environment、pKVM 等平台和运行环境开展适配。
在工程配置方面,X-Kernel 引入类 Linux Xconfig 的配置体系,支持按架构、平台、构建类型、日志级别、CPU 数量、内核功能模块等维度进行配置和裁剪。开发者可以根据 QEMU 验证、CSV 机密计算环境、CCA 安全扩展环境、pKVM 虚拟化环境等不同目标,选择对应的平台配置与功能组合,减少不必要模块引入,提升系统在不同安全场景下的适配效率。
这种“多架构支持 + 多平台适配 + 模块化裁剪”的能力,是 X-Kernel 走向可信计算底座的重要基础。它使同一套 Rust 内核能力可以面向仿真验证、机密计算、虚拟化隔离和可信应用运行等不同场景持续演进,也为后续支撑更多硬件平台、安全产品形态和行业可信应用提供了工程基础。
四、下一步工作方向
下一阶段,XTeeOS SIG 将继续围绕长时间运行稳定性、安全可信生态支持和工程质量提升持续推进。
在基础能力方面,持续优化文件系统、网络协议栈、调度、内存管理和 I/O 路径,支撑更长周期、更复杂负载下的稳定运行;在安全可信方面,继续完善 TEE、TA 安全加载、安全存储、密码算法和可信应用运行机制,面向密钥保护、生物识别、可信认证和敏感业务隔离等场景增强支撑能力;在生态支持方面,持续完善多架构、多平台适配和 POSIX 兼容能力,推动更多真实应用和安全服务在 X-Kernel 上运行验证;在工程体系方面,继续建设性能基线、自动化回归、多架构 CI 和可观测能力,推动系统从“功能可用”走向“稳定可测、持续演进”。
未来,XTeeOS SIG 将继续联合社区开发者,共同推动 openKylin 可信计算底座建设。
X-TeeOS SIG · 可信执行环境底座
欢迎对 TEE、Rust、操作系统内核/驱动与安全工程等方向感兴趣的开发者、厂商与高校伙伴加入,共同构建 openKylin 可信生态!
邮件列表: x-tee-os@lists.openkylin.top
SIG主页: https://gitee.com/openkylin/community/blob/master/sig/X-TeeOS
OpenAtom openKylin 是由开放原子开源基金会孵化及运营的开源项目,由基础软硬件企业、非营利性组织、社团组织、高等院校、科研机构和个人开发者共同创立。社区以“为世界提供与人工智能技术深度融合的开源操作系统”为愿景。
📊 整体内容分析
X-Kernel v0.1.0-2606 是 openKylin 在可信计算领域的里程碑式产出。从技术层面看,它用 Rust 重构内核关键路径,兼顾性能与内存安全;从工程层面,建立多架构 CI、性能基线和长稳测试(Prometheus 35h+),使内核具备“可度量、可回归”的工程品质。TEE 方向的增强(TA 生命周期、安全存储、RustCrypto)则直接对齐机密计算、生物识别、密钥保护等真实需求。整体上,该项目以“双体系可信计算”为蓝图,通过模块化裁剪和多平台适配,为不同安全场景提供统一底座。下一步若能在生态兼容性(POSIX 应用迁移)和形式化验证方向深入,将有望成为国产可信操作系统的标杆。
🎯 核心问题 · 解决方案 · 验收模型
核心问题: 如何构建自主可控、安全可信的操作系统内核底座,同时兼顾性能、兼容性与工程可持续性?
解决方案: 采用 Rust 开发安全可信内核 X-Kernel,建立多架构适配、TEE 可信执行环境、模块化配置、CI/可观测性体系,并以 Prometheus 长稳运行等真实负载验证协同能力。
执行方式: ① 基于 Rust 重写内核关键模块;② 搭建多架构 CI 流水线(QEMU/CSV/pKVM);③ 集成 TEE/TA 生命周期与安全存储;④ 使用 fio/schbench/iperf3 等工具建立性能基线;⑤ 以 Prometheus TSDB 持续运行作为长稳验收场景。
验收模型: ① 功能验收:POSIX 兼容性测试通过率 ≥95%;② 性能验收:关键指标(调度延迟、网络吞吐、文件 IOPS)不低于 Linux 基线 80%;③ 长稳验收:Prometheus 连续运行 ≥72 小时无异常;④ 安全验收:TA 签名校验、安全存储、密码算法通过已知测试向量;⑤ 工程验收:CI 自动化覆盖率 ≥70%,unsafe 代码持续下降。