公有云是多租户的共享计算环境。当下公有云数据面临严重的安全问题,其中数据安全和与外部交互安全等问题最受人重视。用户将自己的数据和算法部署在云服务提供商的基础设施之上,面临着来自不可信云服务商以及其他租户的安全威胁。现有的云架构无法很好地保证用户隐私数据的保密性和完整性,同时很难为用户程序和I/O设备之间提供安全交互,进而保证其不受高特权恶意程序的威胁。I/O安全交互对现代云计算安全的重要意义不言而喻。针对以上问题,本论文提出了一种全新的设计架构,利用Intel x86处理器的两款隔离特性(VMX虚拟化隔离技术和SGX内存隔离技术),为用户数据和应用程序提供安全可信的I/O交互框架。该框架具有通用性、透明性和安全性的特点。本论文选取人机交互用的键盘、电子凭证依赖的时钟和涉及复杂协议栈的网络作为实例,说明该框架的通用性。本文是第一个为云安全应用程序提供毫秒级精度可信时钟和端到端安全网络通信的工作。相比于Linux原生系统,安全交互框架下的键盘、时钟和网络I/O通信分别引入了0.75ms、0.41ms和7%的延迟开销,说明了本工作的实用性。