智能家居给人们带来了高度人性化的生活空间,然而越来越多的物联网攻击事件也标志着其安全问题愈发严重。在智能家居网络中,端节点设备面临的安全挑战最为严峻,其安全性已成为业界与学术界关注的焦点。论文分析了智能家居端节点系统资源的安全性需求以及常见的智能家居攻击手段,提出了智能家居端节点的安全目标,并使用可信执行环境(Trusted Execution Environment,TEE)设计和实现了轻量的端节点的安全系统。TEE将端节点系统划分为相互隔离的普通世界与安全世界,并保护安全世界内系统资源。论文在安全世界中设计了TEE内核模块、安全服务模块以及安全外设驱动模块。TEE内核模块是构建端节点安全系统的核心,包括安全分区管理器、安全服务调度器和安全中断处理器;安全服务模块包括平台自定义服务、安全启动与固件更新服务、安全密钥存储服务和安全加解密服务;安全外设驱动模块为安全世界硬件外设驱动程序。论文设计端节点系统在普通世界中执行功能应用,并提供安全服务API。普通世界以安全服务API与安全世界交互,访问安全服务。论文基于低功耗嵌入式处理器中的TEE硬件技术Synopsys ARC Secureshield,实现TEE内核模块;集成MCUBoot和mbedTLS,并根据ARC处理器硬件特性实现安全服务模块。论文基于支持SecureShield的ARC EM启动套件(EM Start Kit,EMSK)搭建实验平台,为家庭婴幼儿看护系统应用构造了完整的安全端节点,测试了系统的安全性与可靠性。实验结果表明系统符合轻量设计原则,安全世界的内存消耗总计为44K,安全服务调度器的处理耗时为11.1us,安全服务平均运算耗时37.1us。