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      可信平台控制模块(TPCM)

      背景

      可信计算在近40年的研究过程中,经历了不断的发展和完善,已经成为信息安全的一个重要分支。中国的可信计算技术近年发展迅猛,在可信计算2.0的基础上解决了可信体系与现有体系的融合问题、可信管理问题以及可信开发的简化问题,形成了基于主动免疫体系的可信计算技术--可信计算3.0。相对于可信计算2.0被动调用的外挂式体系结构,可信计算3.0提出了以自主密码为基础、控制芯片为支柱、双融主板为平台、可信软件为核心、可信连接为纽带、策略管控成体系、安全可信保应用的全新的可信体系框架,在网络层面解决可信问题。

      可信平台控制模块(Trusted Platform Control Module,TPCM)是一种可集成在可信计算平台中,用于建立和保障信任源点的基础核心模块。它作为中国可信计算3.0中的创新点之一和主动免疫机制的核心,实现了对整个平台的主动可控。

      TPCM可信计算3.0架构为双体系架构,分为防护部件和计算部件,以可信密码模块为基础,通过可信平台控制模块对防护部件和计算部件及组件的固件进行可信度量,可信软件基(Trusted Software Base,TSB)对系统软件及应用软件进行可信度量,同时TPCM管理平台实现对可信度量的验证及可信策略同步和管理。

      功能描述

      如下图所示,整体系统方案由防护部件、计算部件和可信管理中心三部分组成。

      • 可信管理中心:对可信计算节点的防护策略和基准值进行制定、下发、维护、存储等操作的集中管理平台,可信管理中心由第三方厂商提供。

      • 防护部件:独立于计算部件执行,为可信计算平台提供具有主动度量和主动控制特征的可信计算防护功能,实现运算的同时进行安全防护。防护部件包括可信平台控制模块、可信软件基,以及可信密码模块(Trusted Cryptography Module,TCM)。TPCM是可信计算节点中实现可信防护功能的关键部件,可以采用多种技术途径实现,如板卡、芯片、IP核等,其内部包含中央处理器、存储器等硬件,固件,以及操作系统与可信功能组件等软件,支撑其作为一个独立于计算部件的防护部件组件,并行于计算部件按内置防护策略工作,对计算部件的硬件、固件及软件等需防护的资源进行可信监控,是可信计算节点中的可信根。

      • 计算部件:主要包括硬件、操作系统和应用层软件。其中操作系统分为引导阶段和运行阶段,在引导阶段openEuler的shim和grub2支持可信度量能力,可实现对shim、grub2以及操作系统内核、initramfs等启动文件的可信度量防护;在运行阶段,openEuler操作系统支持部署可信验证要素代理(由第三方厂商可信华泰提供),它负责将数据发送给TPCM模块,用以实现运行阶段的可信度量防护。

      其中,TPCM作为可信计算节点中实现可信防护功能的关键部件,需要与TSB、TCM、可信管理中心和可信计算节点的计算部件交互,交互方式如下:

      1. TPCM的硬件、固件与软件为TSB提供运行环境,设置的可信功能组件为TSB按策略库解释要求实现度量、控制、支撑与决策等功能提供支持。
      2. TPCM通过访问TCM获取可信密码功能,完成对防护对象可信验证、度量和保密存储等计算任务,并提供TCM服务部件以支持对TCM的访问。
      3. TPCM通过管理接口连接可信管理中心,实现防护策略管理、可信报告处理等功能。
      4. TPCM通过内置的控制器和I/O端口,经由总线与计算部件的控制器交互,实现对计算部件的主动监控。
      5. 计算部件操作系统中内置的防护代理获取预设的防护对象有关代码和数据提供给TPCM,TPCM将监控信息转发给TSB,由TSB依据策略库进行分析处理。

      约束限制

      适配服务器:TaiShan 200(型号2280)VF
      适配BMC插卡型号:BC83SMMC

      应用场景

      通过TPCM特性构成一个完整的信任链,保障系统启动以后进入一个可信的计算环境。

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