苹果详解安全隔离区 原始音视频主系统无法访问

驱动中国11月12日消息，苹果发布技术文章，详细介绍Apple Silicon芯片中的Secure Exclaves安全隔离区。该架构用于处理摄像头和麦克风采集的数据，使原始音视频信息不暴露给主操作系统、应用程序以及苹果自身。

苹果安全工程与架构团队SEAR与核心操作系统团队Core OS在苹果安全研究博客发布《Secure Exclaves and Ambient Sensing》，介绍Secure Exclaves的设计原理、底层架构和实际应用场景。

苹果称，设备环境感知能力增强后，摄像头和麦克风需要持续处理周围环境信息，例如识别用户是否在附近、检测特定语音指令、判断当前是否有人使用设备。此类功能需要处理敏感音视频数据，但不意味着设备必须持续录制或保存这些信息。

Secure Exclaves将摄像头和麦克风数据的处理过程放入独立、隔离的运行环境。在环境感知模式下，原始音视频数据不会传递给主操作系统、应用程序或苹果本身，处理完成后会被丢弃。系统只向外提供必要元数据，例如是否检测到特定声音、是否识别到已登记用户、用户所在位置等信息。

该架构围绕数据隔离、受控通信接口和安全指示机制构建。数据隔离方面，Secure Exclaves运行在与主操作系统不同的处理器执行环境中，并采用苹果定制L4微内核；苹果通过安全页表监控器SPTM管理内存访问权限，确保主操作系统内核也无法读取Secure Exclaves专属内存中的数据。

通信方面，苹果开发Secure IPC机制，使用Swift编写，并通过预先定义接口限制不同组件之间的数据交换。每个隔离区只能访问明确授权的资源，只有经过审核的必要信息才能传递给主操作系统。

安全指示方面，苹果设计Exclave Indicator Controller隔离区指示控制器，负责管理摄像头和麦克风数据何时可以离开隔离环境。当应用程序需要完整访问传感器数据时，系统必须先确保相应指示灯或屏幕提示已经显示，并达到规定可见时间，随后才允许数据传输。

HomeView应用了Secure Exclaves。该设备可通过摄像头和麦克风识别最多6名已登记用户，同时判断用户是否在设备附近。摄像头隔离区负责检测人脸并生成相关数据，麦克风隔离区处理音频信息，随后通过独立神经网络引擎隔离队列进行推理。最终，系统只将用户标识、位置和识别置信度等元数据传递给主操作系统，不提供原始图像或音频。操作系统可据此调整日历、信息、Apple Music等功能的显示内容。

Secure Exclaves还应用于iPhone 18 Pro、iPhone 18 Pro Max和iPhone Duo的摄像头与麦克风屏幕指示功能，以及MacBook Neo和HomeView的摄像头指示功能。

苹果以iPhone 18 Pro上的「Hey Siri」语音唤醒为例说明该机制：设备先通过常开处理器AOP低功耗监听唤醒词，检测到可能的「Hey Siri」指令后，再将音频缓冲区交给音频隔离区处理，并由Siri隔离区进行第二轮识别。