Интернет магазин китайских планшетных компьютеров

Компьютеры - Trusted Platform Module - Архитектура TPM

В спецификации TCG описан минимальный набор алгоритмов и протоколов, которым должен удовлетворять чип TPM. Кроме того, производителем могут быть реализованы дополнительные алгоритмы и протоколы.

В архитектуре чипа реализованы следующие защитные алгоритмы:

• защищённое управление памятью,
• шифрование шины и данных,
• активное экранирование.

Активное экранирование позволяет чипу детектировать электрическое тестирование и, в случае необходимости, блокировать чип. Кроме того, при изготовлении TPM используются и нестандартные технологические шаги, такие как запутывание топологии слоёв ИС. Эти меры значительно усложняют взлом чипа, увеличивают стоимость взлома, что ведёт к уменьшению потенциальных нарушителей.

Ввод/Вывод

Этот компонент управляет потоком информации по шине. Направляет сообщения к соответствующим компонентам. I/O компонент вводит в действие политику доступа, связанную с функциями TPM.

Криптографический процессор

Осуществляет криптографические операции внутри TPM. Эти операции включают в себя:

• Генерация асимметричных ключей;
• Асимметричное шифрование/расшифрование;
• Хэширование;
• Генерация случайных чисел.

TPM использует эти возможности для генерации случайных последовательностей, генерации асимметричных ключей, цифровой подписи и конфиденциальности хранимых данных. Также TPM поддерживает симметричное шифрование для внутренних нужд. Все хранимые ключи по силе должны соответствовать ключу RSA длиной 2048 бит.

Энергонезависимая память

Используется для хранения ключа подтверждения, корневого ключа, авторизационных данных, различных флагов.

Ключ подтверждения

EK — ключ RSA размером 2048 бит. Открытая чаcть называется PUBEK, закрытая — PRIVEK. EK генерируется до того, как конечный пользователь получит платформу. Последующие попытки сгенерировать или вставить EK не должны выполняться. Таким образом, EK — ключ, связанный с чипом. TPM должен гарантировать, что PRIVEK не будет доступен вне чипа. Используется только для установления владельца TPM и установления AIK.

Регистры конфигурации платформы

Могут хранится как в энергонезависимой, так и в энергозависимой памяти. Эти регистры сбрасываются при старте системы или при потери питания. TCG предписывает минимальное количество регистров. Регистры 0-7 зарезервированы для нужд TPM. Регистры 8-15 доступны для использования операционной системой и приложениями. Размер всех регистров — 160 бит.

Ключи подтверждения подлинности

Эти ключи должны быть постоянными, но рекомендуется хранить AIK в виде блобов в постоянной внешней памяти, а не внутри энергонезависимой памяти TPM. TCG предполагает, что производители обеспечат достаточно места для многих блобов AIK, которые будут одновременно загружаться в энергозависимую память TPM. AIK — ключ RSA длиной 2048 бит. Фактически, TPM может сгенерировать неограниченное количество AIK. TPM должен защищать закрытую часть асимметричного ключа. AIK не используется для шифрования, только для подписей. Переход AIK от одного TPM к другому должен быть запрещён.

Генератор случайных чисел

Используется для генерации ключей и случайностей в сигнатурах. TPM должен быть способным обеспечить 32 случайных бита на каждый вызов. RNG чипа состоит из следующих компонентов:

• Источник энтропии и коллектор

Источник энтропии — процесс, обеспечивающие энтропию. Такими источниками могут быть шум, счётчик тактов процессора и другие события. Коллектор энтропии — процесс, который собирает энтропию, удаляет смещение, выравнивает выходные данные. Энтропия должна передаваться только регистру состояния.

• Регистр состояния

Реализация регистра состояния может использовать 2 регистра: энергозависимый и независимый. При старте TPM загружает энергозависимый регистр из энергонезависимого. Любое последующее изменение регистра состояния от источника энтропии или от смешивающей функции влияет на энергозависимый регистр. При выключении TPM записывает текущее значение регистра состояния в энергонезависимый регистр. Причиной такой реализации является стремление реализовать энергонезависимый регистр на флэш-памяти, количество записи в которую ограничено. TPM должен обеспечить отсутствие экспорта регистра состояния.

• Смешивающая функция

Берёт значение из регистра состояния и выдаёт выходные данные RNG. Каждое использование смешивающей функции должно изменять регистр состояния.

При потери питания происходит сброс RNG. Любые выходные данные RNG для TPM должны быть защищены.

Устройство SHA-1

Используется для вычисления сигнатур, создания блобов ключей и других целей общего назначения. Хэш-интерфейсы доступны вне TPM. Это позволяет окружению иметь доступ к хэш-функции.

Генератор ключей RSA

Создаёт пары ключей RSA. TCG не накладывает минимальных требований ко времени генерации ключей.

Устройство RSA

Используется для цифровых подписей и шифрования. Нет ограничений на реализацию алгоритма RSA. Производители могут использовать китайскую теорему об остатках или любой другой метод. Минимально рекомендуемая длина ключа — 2048 бит. Значение открытой экспоненты должно быть 2 + 1.