嵌入式多核共享存储系统以其高性能、高并发、低功耗等优势迅速取代传统的嵌入式单处理器系统成为应用新宠。在嵌入式多核共享存储结构中,尽管处理单元PE之间存在着数据共享,然而每个处理单元独立承载着不同的计算任务,处理单元之间是一种不可信关系,必须保证彼此共享信息时的数据机密性与完整性。目前的嵌入式多核共享存储安全保护机制中,处理单元之间需要共享秘密常量,而完整性校验树以整个计数器(counter)域进行构建,这些方法在不可信场景下的应用会导致非共享数据泄露与完整性校验代价过高,因此无法满足互不可信场景下数据共享的安全需求与性能要求,进而有必要对该场景下的安全保护机制进行研究,在尽可能不影响系统性能的前提下,保证互不可信处理单元之间的安全数据共享。本文从机密性与完整性两方面对数据进行了保护:(1)机密性方面,本文提出了一种基于无证书代理重加密的密文共享机密性保护方法,该方法利用内存控制器作为半可信机构辅助整个系统生成公共参数和部分公私钥,然后PE根据公共参数构建完整公私钥与重加密密钥,使用这些密钥对原始数据进行加密,从而使得接收方PE只需使用自身私钥便可解密数据得到原始明文,解决了处理单元之间需要共享秘密常量导致非共享数据泄露的安全问题,满足了机密性保护的需求。(2)完整性方面,本文提出了一种基于多粒度可伸缩哈希树的完整性保护方法,以BMT树(Bonsai Merkle Tree)为基础,从树结构、动态窗口、树的伸缩性三个方面对整个树进行优化改进以适用于互不可信的场景。该方法利用多粒度二叉树代替传统二叉树,并将校验空间分为频繁区域与非频繁区域,不同区域校验到不同的根节点,从而有效降低树高及节点总数,进而降低平均校验路径长度,提高校验效率。除此之外,该方法还采用可伸缩树算法来及时清理无效节点从而降低校验树规模,减少整个校验的耗时。最后本文使用RSIM多核仿真模拟器对本文提出的方法进行了性能评估并与相关文献所提出的方法进行横向对比。机密性保护方面,通过蒙哥马利算法、处理器流水线结构与缓存机制对提出的机密性保护方法进行优化后,在满足机密性安全需求的情况下,与原始不安全系统相比,性能平均下降17.3%。完整性保护方面,在满足完整性安全需求的情况下,与原始不安全的系统相比,性能平均下降12.89%,且性能均优于BMT、多粒度树MGT、多粒度增量哈希树MIT完整性保护方法。因此,本文所提出的方法可以满足互不可信场景下处理单元数据共享的机密性与完整性保护要求,且对原始系统性能影响足够小。