Havenlon Specs

Havenlon 執行架構

硬件強制執行控制規範

核心安全架構、風控與執行標準

Version 1.0

Technical Specification · Havenlon Labs

Contents

本規範定義了一種新的架構層:執行控制層(Execution Control Layer)。

在該模型中,執行不再由軟件系統決定,

而是由基於硬件信任根的物理信任邊界進行強制約束與裁決。

1 規範性說明(Normative Conventions)

1.1 規範性語言(Normative Language)

本規範中的關鍵詞采用如下定義:

· 必須(MUST):表示絕對要求,不可違反

· 不得(MUST NOT):表示絕對禁止

· 應(SHOULD):表示推薦要求,在合理情況下應遵循

· 可以(MAY):表示可選行爲

除非另有說明,所有安全相關約束均爲“必須(MUST)”。

本文件採用 RFC 2119 中定義的規範性術語。

1.2 術語定義(Terminology)

本規範中使用如下術語:

· 執行(Execution):指鏈上交易或敏感操作的最終生效過程

· 執行權(Execution Authority):指允許操作被執行的最終決策權

· 請求(Request, R):指一筆待處理的操作指令

· 交易上下文(Transaction Context, τ):包含交易參數、簽名、設備狀態等信息

· 硬件信任根(Hardware Root of Trust):系統信任的最底層硬件基礎

1.3 符號說明(Notation)

本規範採用如下符號:

· ∧:邏輯與(AND)

· ∈:屬於(Membership)

· Δ:變化量(Delta)

· ⊗:正交組合(Orthogonal Composition)

1.4 縮略語(Abbreviations)

· REE:Rich Execution Environment

· SEE:Secure Execution Environment

· SE:Secure Element

· RBAC:Role-Based Access Control

· ABAC:Attribute-Based Access Control

2 執行控制體系總覽(Execution Control Architecture Overview)

2.1 系統定義(System Definition)

Havenlon 定義了一種以硬件爲信任根的執行控制體系。

系統不依賴軟件環境的可信性,而通過多層約束機制,將執行權限制在物理可控邊界內。

執行權僅在所有安全條件同時滿足時成立。

2.2 分層模型(Layered Architecture)

本系統由四個層級構成:

2.2.1 安全模型層(Security Model Layer)

定義系統安全性與執行准入條件:

· 系統安全函數:

· 請求准入函數:

2.2.2 隔離與信任層(Isolation & Trust Layer)

定義執行邊界與密鑰保護機制:

· 硬件信任根(RoT)

· 三域隔離架構(REE / Arbiter / SEE)

· 密鑰生命週期與物理綁定

2.2.3 決策層(Decision Layer)

定義執行是否成立:

· 執行決策函數:(τ)

· 多策略風控模型(Cloud / Edge / Physical)

· 熔斷機制(Veto Principle)

2.2.4 執行層(Execution Layer)

定義執行路徑與不可繞過機制:

· 標準執行流程(SOP)

· 多方審批與多籤機制

· 硬件最終執行裁決

2.3 執行控制原理(Execution Control Principle)

系統執行權由多因子聯合決定:

該公式定義系統最終執行權的成立條件。僅當請求通過准入驗證()、執行決策成立()且滿足標準執行流程()時, 才爲真。

任一條件不滿足,執行必須被拒絕,且不得進入後續執行路徑。

2.4 約束

系統必須保證:

· 未通過准入驗證的請求不得進入決策層

· 未通過決策函數的請求不得進入執行層

· 未滿足執行流程的請求不得被執行

2.5 不可繞過性(Non-Bypassability)

系統必須滿足:

· 執行路徑不可被跳過

· 決策結果不可被僞造

· 軟件層不得繞過硬件執行

2.6 安全邊界定義(Security Boundary)

系統安全邊界由以下組件共同構成:

· 硬件信任根(Hardware RoT)

· 策略決策模型()

· 執行流程約束(SOP)

2.7 設計目標(Design Objectives)

系統必須實現以下目標:

· 執行權分散:不存在單點控制

· 策略正交:不同安全因子相互獨立

· 硬件約束:執行必須經過物理驗證

· 可審計性:所有決策與執行均可驗證

3 分佈式硬件可信架構

3.1 概述 (Abstract)

本系統將零信任架構從“訪問控制”擴展至“執行控制”,並在硬件層建立執行權的不可繞過約束。

系統不依賴網絡邊界的安全性。所有執行請求必須在不可信環境下被驗證,並僅在滿足硬件約束條件時被允許執行。

本架構通過以下機制構建可信執行體系:

· 硬件信任根(Hardware Root of Trust)

· 密碼學正交機制(Cryptographic Orthogonality)

· 端雲雙重審計(Dual-Layer Edge-Cloud Audit)

系統必須保證:

· 抗物理克隆

· 抗中間人攻擊(MITM)

· 執行結果具備不可否認性(Non-repudiation)

3.2 核心安全範式 (The Core Security Paradigm)

系統安全性定義爲一組級聯約束的組合函數:

其中:

· Physical:硬件信任因子(Hardware Trust Factor)

· Contract:意圖綁定因子(Intent Binding Factor)

· Audit:審計驗證因子(Audit Factor)

·   :由不可信執行環境引入的安全熵損耗(Security Entropy Loss)

3.2.1 安全約束定義

系統必須滿足以下條件:

· 任意單一組件的失效不得導致執行權泄露

· 安全性不得依賴軟件環境可信性

· 執行權必須由硬件約束

3.3 符號與機制定義(Nomenclature & Mechanisms)

3.3.1 物理信任約束(Physical Constraint ⊗)

物理信任由以下組件構成:

· 安全控制核心(Secure MCU)

· 邊緣網關(Gateway Hub)

系統必須滿足:

· 任一組件被攻破,不得導出完整密鑰能力

· 兩者之間必須構成正交安全關係,而非線性疊加

3.3.2 契約驗證機制(Contract Verification)

系統採用基於 Passkey / FIDO2 的驗證機制。

系統必須保證:

· 所有操作必須綁定用戶顯式意圖

· 簽名必須與交易內容一致

· 不允許盲籤

3.3.3 審計機制(Audit Mechanism)

系統採用雙層審計結構:

· 邊緣審計()

· 雲端審計()

3.3.3.1 邊緣審計必須

· 驗證本地通信鏈路完整性

· 檢測物理連接異常

· 過濾高頻異常行爲

3.3.3.2 雲端審計必須

· 執行全局風控策略

· 分析跨設備行爲

· 管理設備生命週期

3.3.4 環境風險項()

系統必須假設以下風險始終存在:

· 操作系統漏洞

· 側信道攻擊

· 網絡監聽

系統安全性不得依賴這些風險的消失。

3.4 密鑰派生與存儲機制 (Key Derivation & Storage)

3.4.1 密鑰保護模型

系統必須採用 UID 綁定的密鑰封裝機制。

3.4.1.1 密鑰派生

派生密鑰定義爲:

系統必須滿足:

· :派生密鑰(Derived Key),用於後續解密或簽名操作的中間密鑰

· :用戶輸入的認證因子(User Secret),作爲口令熵來源

· :由硬件真隨機數生成器(TRNG)產生的隨機鹽值,用於增強口令抗暴力破解能力

· :PBKDF2 迭代次數,必須滿足抗暴力破解的安全強度要求(Iter ge 200000)

· :安全芯片的唯一物理標識(Unique Identifier),用於綁定設備物理身份

·  :基於口令的密鑰派生函數,用於從低熵輸入(PIN)中生成抗暴力破解的中間密鑰

· :密鑰擴展函數,用於融合多個輸入因子並生成最終派生密鑰

· 派生密鑰  必須同時依賴用戶口令因子與設備物理身份,任何單一因子均不得獨立構成有效密鑰。

3.4.1.2 密鑰解密

· :會話密鑰(Session Key),用於後續加密通信或簽名操作

· :派生密鑰(Derived Key),由口令與設備身份共同生成

· :由安全芯片封裝的密文(Encrypted Payload)

· :基於 AES-GCM 的認證解密函數(Authenticated Decryption)

系統必須滿足:

· 解密必須帶認證標籤(Auth Tag)

· PIN 錯誤必須導致解密失敗

· 解密失敗不得產生任何有效狀態

3.5 抗克隆約束

系統必須保證:

· 密鑰與設備物理 UID 綁定

· Flash 數據複製不得恢復密鑰

· 不同設備之間密鑰不可遷移

3.6 動態證明與審計拓撲 (Dynamic Attestation)

3.6.1 訪問控制函數

 定義請求的准入條件。僅當設備證書受信任()、請求籤名有效()且狀態未回滾()時, = 1;否則  = 0。

任一條件不滿足,請求必須被拒絕,且不得進入執行路徑。

3.6.2   系統約束

系統必須滿足:

· 所有設備必須具備可信證書鏈

· 所有請求必須帶簽名

· 單調計數器不得回滾

3.6.3   防攻擊能力

系統必須能夠檢測並拒絕:

· 重放攻擊

· 克隆設備

· 僞造設備

3.7 傳輸層雙模安全架構 (Dual-Mode Transport Layer Security)

3.7.1   模式定義

系統支持兩種模式:

3.7.1.1 模式 A:雲端仲裁模式(Cloud-Centric)

· SaaS 爲信任錨點

· Hub 僅作爲加密通道

3.7.1.2 模式 B:本地執行模式(Edge-Centric)

· Hub 作爲信任錨點

· 本地直接完成驗證

3.7.2   安全約束

系統必須滿足:

· 任一模式下執行路徑不可繞過

· 任一模式下密鑰不可暴露

3.7.3   安全差異

表示雲端模式與本地模式之間的安全差異,其中  爲雲端仲裁模式的安全係數, 爲本地執行模式的安全係數。

在非受控環境下,雲端模式具有更高安全性;在受控環境下,兩者安全性趨於等價。

系統必須滿足:

· 非受控環境優先使用雲端模式

· 受控環境允許使用本地模式

3.8 結論(Conclusion)

本系統在不可信執行環境下,通過以下機制建立安全邊界:

· 硬件信任根

· 動態遠程證明

· 密鑰物理綁定

系統必須保證:

· 攻擊成本從軟件級提升至物理級

· 執行路徑不可被繞過

· 密鑰不可被複制或導出

4 核心安全哲學(Security Philosophy)

本系統基於“零信任(Zero Trust)”與“縱深防禦(Defense-in-Depth)”構建。

系統不依賴網絡邊界的安全性,必須假設:

· 外部網絡環境爲不可信

· 操作系統可能被完全攻陷

系統通過硬件信任根(Hardware Root of Trust)與多域物理隔離機制,確保核心資產在上述條件下仍保持機密性與完整性。

4.1 核心約束

系統必須滿足:

· 核心資產(私鑰與簽名邏輯)不得暴露於非可信環境

· 即便操作系統獲得 Root 權限,攻擊者不得訪問、提取或篡改核心資產

4.2 威脅模型與防禦邊界(Threat Model)

4.2.1   攻擊向量假設

系統必須假設以下攻擊能力存在:

· 邏輯層攻擊:操作系統提權(Root Exploit)、遠程代碼執行(RCE)、中間人攻擊(MITM)

· 物理層攻擊:調試接口入侵(JTAG/UART)、總線監聽、Flash 提取

· 側信道攻擊:功耗分析(DPA/SPA)、電磁分析、故障注入(Glitching)

4.2.2   防禦目標

系統必須實現:

計算環境(Computation Environment)與密鑰環境(Key Environment)的物理隔離與邏輯解耦。

4.3 三域隔離架構(Tri-Domain Isolation Architecture)

系統採用三域物理隔離架構,各域之間僅允許通過受控通道通信。

4.3.1   開放連接域(REE, Rich Execution Environment)

· 硬件載體:Application Processor(Linux SoC)

· 安全級別:不可信環境(Untrusted Zone)

職責:

· 網絡通信(TCP/IP, TLS)

· 數據編解碼

· 用戶交互

約束:

· 不得存儲任何私鑰明文

· 不得執行任何簽名操作

4.3.2   仲裁與網關域(Security Arbiter Domain)

· 硬件載體:MCU + Secure Element

· 安全級別:信任邊界(Trust Boundary)

職責:

· 對所有外部請求進行合法性校驗

· 建立並維護加密通信通道

· 對進入核心域的數據進行預處理

約束:

· 未通過校驗的請求不得進入核心執行域

4.3.3   核心執行域(SEE, Secure Execution Environment)

· 硬件載體:隔離安全核心(Isolated Security Core)

· 安全級別:受保護執行區(Protected Zone)

職責:

· 執行簽名操作

· 執行密鑰派生

· 處理敏感數據

約束:

· 僅接受來自仲裁域的指令

· 不得直接暴露內部狀態

4.4 信任鏈與密鑰生命週期(Key Lifecycle)

4.4.1   密鑰生成

系統必須滿足:

· 私鑰必須由硬件隨機數源(TRNG)生成

· 私鑰必須在安全芯片內部生成

· 私鑰不得以明文形式出現在外部總線或內存

4.4.2   密鑰使用與存儲

系統必須滿足:

· 所有密鑰操作必須在安全芯片內部完成

· 私鑰必須具備不可導出屬性

· 外部系統不得訪問私鑰

4.4.3   狀態保護

系統必須實現:

· 單調計數器防止狀態回滾

· 會話密鑰機制防止重放攻擊

4.5 執行路徑與數據流安全(Secure Pipeline)

系統定義如下執行路徑:

1. 雲端對請求進行加密封裝

2. REE 進行透明轉發

3. 仲裁域執行驗證與解密

4. 核心域執行操作

5. 結果以密文形式返回

5 安全約束

系統必須保證:

· 數據在傳輸過程中始終保持加密狀態

· 非授權節點不得解析明文數據

· 總線監聽不得獲取有效信息

5.1 物理與供應鏈安全

5.1.1   主動物理防禦

系統應具備:

· 電壓、溫度、頻率異常檢測能力

· 異常檢測觸發數據擦除機制(Zeroization)

5.1.2   供應鏈可信

系統必須滿足:

· 每臺設備具備唯一證書鏈

· 系統支持安全啓動(Secure Boot)

· 未簽名固件不得執行

5.2 結論

本架構通過硬件信任根與多域隔離機制,實現對執行環境的物理約束。

系統必須保證:

· 核心資產不暴露於不可信環境

· 執行路徑不可被繞過

· 攻擊成本由軟件級提升至物理級

6 動態風控與策略引擎(Dynamic Policy & Risk Control)

6.1 概述(Overview)

本系統定義一類基於多策略源的執行控制模型。

系統安全不依賴單一策略節點,而由多個獨立安全因子共同決定。

執行權僅在所有必要條件同時滿足時成立。

6.2 核心原則

系統必須滿足:

· 執行決策由多個獨立策略源共同決定

· 任一策略失敗必須導致執行失敗

· 策略驗證必須覆蓋身份、意圖與環境

6.3 通信與決策分離(Separation of Communication and Decision)

系統必須區分通信層與決策層:

6.3.1 通信層(Communication Layer)

職責:

· 保證請求能夠被完整傳輸

· 不參與執行決策

6.3.2 決策層(Decision Layer)

職責:

· 判斷請求是否具備執行條件

· 輸出最終執行許可

6.3.3 約束

系統必須保證:

· 通信成功不得直接導致執行

· 執行必須依賴決策層輸出

6.4 執行決策模型(Execution Decision Model)

系統將執行權定義爲如下函數:

其中:

· τ 表示交易上下文(Transaction Context)

· 所有因子取值爲 {0,1}

6.4.1   用戶意圖完整性(Intent Integrity)

系統必須驗證:

· 用戶簽名與交易內容一致

· 不允許盲籤

6.4.2   雲端策略(Cloud Policy)

系統必須驗證:

· 賬戶權限合法

· 目標未命中黑名單

· 滿足全局額度限制

6.4.3   邊緣策略(Edge Policy)

系統必須驗證:

· 地址在本地白名單中

· 滿足私有額度策略

· 滿足位置約束

6.4.4   物理約束(Physical Constraints)

系統必須驗證:

· 設備未被物理篡改

· 電源與時鐘狀態正常

· 生命週期狀態合法

6.5 熔斷原則(Veto Principle)

系統採用乘積邏輯(邏輯與):

6.6 約束

系統必須保證:

· 任一因子失敗必須終止執行

· 不得存在單點放行路徑

6.7 策略風控模型(Policy Model)

系統採用基於屬性的訪問控制(ABAC)模型。

6.7.1  資產維度(Asset Constraints)

系統必須支持:

· 單筆額度限制

· 累計額度限制(Velocity)

· 多籤審批機制

6.7.2  路由與目標約束

系統必須支持:

· 限制鏈類型與資產類型

· 限制目標合約地址

· 地址白名單機制

6.7.3  環境維度(Context Constraints)

系統必須支持:

· 時間窗口控制

· 網絡與地理圍欄

6.7.4  權限維度(Role & Quorum)

系統必須支持:

· 角色權限控制(RBAC)

· 多籤授權(M-of-N)

6.8 雙策略引擎(Dual Policy Engine)

系統採用雲端與邊緣雙策略架構。

6.8.1  雲端策略引擎(Cloud Engine)

職責:

· 執行全局風控

· 管理審批流程

· 提供黑名單與行爲分析

6.8.2  邊緣策略引擎(Edge Engine)

職責:

· 執行本地私有策略

· 支持離線運行

· 保證策略不可繞過

6.9 約束

系統必須保證:

· 本地策略在離線情況下仍生效

· 雲端策略無法繞過本地策略

· 任一策略失敗必須阻斷執行

6.10  決策流程(Decision Workflow)

執行流程如下:

1. 用戶發起請求

2. 雲端執行一級風控

3. 邊緣執行二級風控

4. 匯聚決策結果

5. 核心執行域執行操作

6.11 約束

系統必須保證:

· 所有策略在執行前完成驗證

· 未通過策略驗證的請求不得執行

6.12 結論

系統通過多策略因子組合,實現對執行權的嚴格約束。

系統必須保證:

· 執行權由多因子共同決定

· 任一因子失效即阻斷執行

· 執行路徑不可被繞過

7 企業級資金安全執行標準 (SOP)

7.1 概述(Overview)

本系統通過流程治理(Process Governance)對資金操作進行約束。

所有關鍵操作(包括資金劃轉、白名單變更、策略調整)必須經過如下單向執行鏈:

發起 → 風控 → 審批 → 硬件執行

7.2 核心約束

系統必須滿足:

· 所有關鍵操作必須通過完整執行鏈

· 任一階段缺失,操作不得執行

· 執行鏈不得被跳過或回溯

7.3 權限原則

系統必須保證:

不存在任何單一角色、單一系統或單一管理員擁有資產的最終處置權。

7.4 PIN 驗證機制(Local Verification)

系統採用基於硬件的本地驗證機制。

7.5 約束

系統必須滿足:

· PIN 驗證僅在安全芯片內部完成

· PIN 不得上傳至雲端

· PIN 不得存儲於操作系統或緩存

7.6 安全屬性

系統必須保證:

· 網絡中僅傳輸驗證結果,不傳輸 PIN 本身

· 網絡數據不得用於反推出原始 PIN

7.7 四階段執行流程(4-Stage Execution Flow)

7.7.1  階段一:發起(Initiation)

角色:經辦人(Operator)

系統必須保證:

· 請求必須由綁定設備發起

· 請求參數在發起時鎖定

· 後續流程中參數不得被修改

7.7.2  階段二:雲端風控(Cloud Audit)

角色:SaaS 系統

系統必須執行:

· 黑名單校驗

· 風控規則校驗(時間、額度等)

· 審批流程路由

7.7.3  階段三:協同審批(Authorization)

角色:審批人(Approver)

系統必須保證:

· 審批必須基於獨立設備完成

· 審批必須顯示完整交易內容

· 不允許盲籤

7.7.3.1 多簽約束

系統必須支持:

· M-of-N 多籤機制

· 高風險操作必須滿足多籤條件

7.7.4  階段四:硬件執行(Execution)

角色:安全執行域(Hardware Root of Trust)

系統必須保證:

· 執行前驗證全部簽名完整性

· 校驗執行鏈完整性

7.7.4.1 執行約束

系統必須滿足:

· 任一校驗失敗必須拒絕執行

· 硬件必須具備最終裁決權

· 軟件不得繞過硬件執行

7.8 熔斷機制(Execution Veto)

系統必須保證:

· 任一環節異常必須觸發執行中止

· 中止操作不得產生部分執行結果

· 不得存在降級執行路徑

7.9 異常場景安全性(Resilience)

7.9.1 場景一:雲端賬戶被攻陷

系統必須保證:

· 無物理設備無法完成簽名

· 單一雲端指令不得觸發執行

7.9.2 場景二:內部人員濫用權限

系統必須保證:

· 發起與審批職責分離

· 單人無法完成完整執行鏈

· 多籤機制覆蓋高風險操作

7.9.3 場景三:網絡攻擊(MITM)

系統必須保證:

· 通信鏈路加密(mTLS)

· 所有請求具備端到端簽名

· 數據篡改必須被檢測並拒絕

7.10 結論

系統通過流程約束與硬件執行機制,實現對資金操作的強制控制。

系統必須保證:

· 執行鏈完整性不可被繞過

· 權限分散,不存在單點控制

· 所有操作具備可審計性與可驗證性

8 執行控制體系總結(Execution Control Summary)

8.1 執行權定義

系統執行權由多層安全機制聯合決定:

8.2 分層收斂關系

系統執行控制體系由以下層級構成:

· Access(R):定義請求准入條件

· 隔離與信任層:提供執行邊界與密鑰保護

· E_final(τ):定義執行決策條件

· SOP:定義執行路徑

8.3 收斂約束

系統必須保證:

· 所有執行必須通過准入驗證

· 所有執行必須滿足決策模型

· 所有執行必須遵循標準流程

8.4 執行控制閉環

系統形成如下閉環:

8.5 系統約束

系統必須保證:

· 任一階段失敗必須終止執行

· 不得存在繞過路徑

· 執行必須可驗證、可審計

8.6 安全屬性總結

系統必須具備以下屬性:

· 不可繞過性(Non-Bypassability)

· 多因子決策(Multi-Factor Execution)

· 權限分散(No Single Point Control)

· 硬件約束執行(Hardware-Enforced Execution)

8.7 體系總結

本系統通過多層安全約束,實現對執行權的嚴格控制。

執行權不屬於任何單一組件,而由:

· 身份驗證

· 策略決策

· 流程約束

· 硬件執行

共同決定。