一种数据中心机器人租赁归还时的可信执行环境净身方法与流程

本发明涉及机器人安全控制与数据隐私保护，具体涉及一种在多用户共享使用同一数据中心机器人时，通过可信执行环境（tee）实现租期数据隔离、归还时安全擦除并生成可审计证明的方法及系统。

背景技术：

1、随着数据中心规模持续扩大，机器人被广泛应用于机房巡检、设备搬运、安防监控、环境监测等场景。传统模式下，每台机器人绑定特定区域或特定人员，资产利用率低且运维成本高。为降低采购成本、提高资产利用率，业界开始出现机器人共享租赁模式——同一台机器人先后服务多个用户（租客），租期结束后归还给归属主（买家）或平台。这种模式类似于汽车共享出行平台，机器人成为可流通的"运营资产"。然而，现有共享机器人方案存在以下亟待解决的技术问题：

2、（1）数据残留风险高。租期结束后，租客在机器人本地存储的照片、语音指令、环境扫描数据、地图缓存、ai推理结果等可能残留在文件系统中。下一任租客或归属主有可能通过数据恢复工具读取到前任租客的隐私数据。这一问题在数据中心场景下尤为严重，因为机房巡检数据可能包含服务器序列号、网络拓扑、安全策略等高度敏感信息。

3、（2）权属切换不安全。现有系统的权属切换多在应用层（rich os）实现，依赖软件逻辑删除数据。攻击者可通过物理拆解存储芯片、利用操作系统漏洞提权、或植入持久化后门等方式恢复已被"删除"的数据。应用层删除本质上只是解除文件系统的索引引用，底层存储块的数据并未真正清除。

4、（3）事后无法审计举证。缺乏不可篡改的擦除证明机制。当发生数据泄露纠纷时（例如租客声称"我归还时数据已被窃取"），平台无法提供密码学级别的"数据已被彻底清除"的证据。现有日志可被管理员篡改，不具备司法采信力。

5、（4）共享经济模式下的信任缺失。租客不敢在租赁期间使用机器人处理敏感任务（如涉密机房巡检、关键设备维护），因为不信任平台的口头"删除"承诺。这直接限制了机器人共享模式在金融、政务、军工等高安全场景的推广。

6、（5）物理隐私保护缺失。现有机器人缺乏硬件级的隐私开关。软件层面的"关闭摄像头"可被远程黑客绕过，无法给用户提供物理可感知的隐私保障。

7、现有技术文献分析：中国专利申请cn107483439a公开了一种机器人共享方法、系统及机器人，支持主人/租客权限分级，云服务器存储用户数据库。但该方案未涉及tee硬件隔离，未实现底层安全擦除，权属切换依赖应用层逻辑。中国专利申请cn107330324a公开了一种安全沙箱内的数据重定向和擦除方法，应用于通用计算设备。但其未结合机器人租赁场景的权属切换流程，未涉及多用户轮换使用同一物理设备时的数据隔离问题。国际专利申请wo2018223638a1涉及服务机器人的任务调度方法，按尺寸、电量、位置匹配机器人并规划避让策略。但其未涉及数据隐私保护、安全擦除和区块链存证。中国专利申请cn109189056a公开了一种idc机房运维机器人管理系统，包含机器人和后台管理。但其未涉及共享租赁模式、tee隔离和擦除证明。韩国专利申请kr20110024086a公开了多操作员多机器人环境下的运行权转移方法。但其未涉及加密沙箱隔离、安全擦除和区块链存证。

8、综上，目前尚无任何技术方案将"tee加密沙箱隔离 + 多次覆写安全擦除 + 区块链不可篡改存证 + 物理隐私开关"四者有机结合，应用于数据中心机器人的租赁归还场景。本发明正是针对上述技术空白提出。

技术实现思路

1、发明目的

2、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种数据中心机器人租赁归还时的可信执行环境净身方法及系统，实现以下技术目标：

3、（1）硬件级数据隔离：在机器人tee内动态创建加密沙箱，将租客数据严格隔离于沙箱内，系统区和归属主私有区全程只读锁定，从硬件层面杜绝数据越界，即使rich os被攻破也无法访问沙箱数据。

4、（2）不可恢复的安全擦除：租赁归还时，由tee执行多次覆写安全擦除并调用存储控制器安全擦除命令，清除ftl映射层残留，即使物理拆解存储芯片也无法恢复数据。

5、（3）密码学可审计：tee使用不可导出私钥生成带数字签名的擦除证明并写入联盟链存证，提供不可篡改的审计依据，解决事后纠纷中的举证责任问题。

6、（4）硬件隐私保障：提供机械式物理隐私开关，从电气层面切断摄像头和麦克风供电，给用户可感知的物理隐私保护。

7、核心技术方案包括：

8、a. 一种数据中心机器人租赁归还时的可信执行环境净身方法，包括s1至s7共七个步骤（详见权利要求1）。

9、b. 一种数据中心机器人租赁归还时的可信执行环境净身系统，包括机器人终端、云端运营平台和移动端app三个子系统（详见权利要求8）。

1.权利要求1（独立权利要求——方法）：一种数据中心机器人租赁归还时的可信执行环境净身方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.权利要求2（从属权利要求）：根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述加密沙箱采用linux容器（lxc）或微型虚拟机（micro-vm）技术实现，沙箱内的文件系统使用aes-256算法加密，加密密钥由tee芯片内的设备主密钥（dmk）与租客唯一标识通过hkdf密钥派生函数生成；所述设备主密钥烧录于tee的安全存储区（rpmb），不可导出。

3.权利要求3（从属权利要求）：根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s5中，所述三次覆写完成后，进一步调用存储控制器的安全擦除命令，清除闪存转换层（ftl）映射表中的残留数据项；所述存储控制器为emmc、ufs或sata ssd控制器，所述安全擦除命令为emmc bkops命令、ufspurge命令或ata secure erase命令。

4.权利要求4（从属权利要求）：根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s6中，所述擦除证明的数字签名采用ecdsa或国密sm2算法，输出格式为json websignature（jws）结构；所述联盟链为hyperledger fabric框架构建的许可链，共识机制为raft或kafka；归属主可通过轻节点客户端执行merkle proof验证，确认擦除证明已上链且未被篡改。

5.权利要求5（从属权利要求）：根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s7中，所述回滚至归属态进一步包括：恢复归属主预先配置的机器人行为参数、重新加载归属主的生物特征模板以供后续声纹识别和人脸识别使用、将wi-fi、mac地址和蓝牙设备名称恢复为归属主设定值。

6.权利要求6（从属权利要求）：根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括物理隐私开关状态纳入远程认证的步骤：机器人终端设有一机械式物理隐私开关，当该开关拨至隐私位置时，物理切断摄像头供电电路、麦克风供电电路和无线通信模块供电；所述物理隐私开关的状态信号接入tee芯片，tee将该状态纳入远程认证报告，供云端运营平台验证机器人硬件隐私状态。

7.权利要求7（从属权利要求）：根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s3中，所述端到端加密信道采用ecdh密钥协商协议建立，每次租赁会话使用全新的临时密钥对，会话结束后会话密钥自动销毁，实现前向保密；所述加密通信的对称加密算法为aes-256-gcm或国密sm4-gcm。

8.权利要求8（独立权利要求——系统）：一种数据中心机器人租赁归还时的可信执行环境净身系统，用于实现权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，包括：机器人终端（400），内置可信执行环境（tee）芯片（441），所述tee芯片符合globalplatform tee规范或国密gm/t 0028标准，安全等级达到eal4+或以上，所述tee芯片包括：安全启动模块（411），用于逐级验证固件签名并度量运行时完整性，任何一级验证失败则系统锁定；沙箱管理模块（412），用于在所述tee内动态创建和销毁加密沙箱，沙箱生命周期与租赁周期严格绑定；密钥管理模块（413），用于存储设备主密钥、派生沙箱加密密钥、执行加解密操作，所有密钥操作在tee内完成；安全擦除模块（414），用于执行至少三次覆写的多次覆写算法清除指定存储区，并调用存储控制器安全擦除命令；证明生成模块（415），用于收集度量值和哈希值，使用不可导出私钥生成带数字签名的擦除证明；云端运营平台（200），与若干机器人终端和若干移动端app通信连接，包括：权属管理模块（231），用于登记机器人的归属主信息、租赁状态和可用时段，支持买断、租赁和转租三种权属模式；信用验证模块（241），用于验证租客的信用资质并决定是否免押放行，对接企业征信系统或第三方信用评分接口；密钥分发模块（232），用于生成临时密钥对并分别下发至机器人终端和租客移动端；净身调度模块（233），用于在租赁结束时向机器人发送包含签名和时间戳的净身触发信号；区块链接口模块（251），用于将擦除证明写入联盟链存证，并提供查询接口供归属主和审计方验证；移动端app（100），运行于租客智能手机，包括：租赁交互模块（151），用于浏览可用机器人、发起租赁请求、发送还车指令、显示租赁计时和费用；安全存储模块（131），用于将临时私钥存储于手机的安全元件（se）或可信执行环境中，防止操作系统层提取；加密通信模块（132），用于使用临时私钥与机器人终端建立ecdh密钥协商的端到端加密信道。

9.权利要求9（从属权利要求）：根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述机器人终端（400）还包括：物理隐私开关（450），为机械式滑动结构，与微动传感器联动，当拨至隐私位置时物理切断摄像头供电电路、麦克风供电电路和无线通信模块供电，仅保留红外避障功能；状态指示灯（460），采用rgb led灯带，通过不同颜色编码机器人工作状态：蓝色表示正常工作、绿色表示充电中、黄色表示低电量、红色表示故障、灯灭表示隐形模式；uwb/蓝牙信标（470），用于与移动端app进行短距离高精度定位，支持随行跟随和室内导航。

10.权利要求10（从属权利要求）：根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述云端运营平台（200）还包括一定价引擎（221），用于根据时段、区域需求和机器人类型动态调整租赁价格，公式为：