[密码学基础][每个信息安全博士生应该知道的52件事][Bristol52]48.TPM的目的和使用方法

小灰灰 2022-10-16 07:46 117阅读 0赞

> 这是一系列博客文章中最新的一篇，该文章列举了“每个博士生在做密码学时应该知道的52件事”:一系列问题的汇编是为了让博士生们在第一年结束时知道些什么。

### TPM（Trusted Platform Module，可信平台模块） ###

在检查TPM目的之前，值得去尝试理解TPM设计出来的目的是为了克服什么样的问题。真正的问题是信任。信任什么？首先内存和软件运行在电脑上。这些东西能直接的通过操作系统进行获取，因此能在操作系统层级的攻击者可以访问秘密信息（例如安全密钥）。如果这些密钥直接存储在内存中，并被软件访问，那么攻击者很容易从存储密钥的内存位置读取密钥，从而危害安全性。

围绕这一问题的一个方案是确保密钥不会直接存储在可以被软件访问的计算机内存中。考虑到密钥对于安全应用程序是必需的，它们必须在某个时候以软件可以使用的状态出现，那么这怎么可能呢？一种方式是使用一个软件无法访问的密钥来封装内存中的密钥。例如有一个单独的硬件，其中有一个密钥可以进行这样的加解密操作。因此，软件可以利用这个硬件上存储的密钥来做各种事情，比如将密钥存储在内存中，但永远不能直接访问这个密钥。

这其实就是TPM所做的。一个TPM有一个RSA密钥对被叫做SRK（Storage Root Key，存储根密钥）。它的私钥部分对所有人所有事情都保密。使用这个私有密钥，可以使用SRK包装(通常称为“绑定”)其他密钥(软件使用的密钥)，从而保护它们不被公开。除了简单地包装密钥之外，TPM还可以包装它们并将它们绑定到特定的平台度量上。只有当这些平台度量具有与创建密钥时相同的值时，才能打开此类密钥。这个过程叫做“密封”。TPMs还可以用于加密密钥生成和执行其他加密任务，其中一个任务称为远程认证，它创建硬件和软件配置的散列密钥摘要，允许第三方验证软件没有被更改。

真正需要理解的是它通过将安全性下推到硬件级别，并确保将安全性交给单独的硬件,有它自己的固件和电路,不能从外部改变,系统不会暴露给软件漏洞,因此更值得信赖。

因此TPM的目的是什么？克服信任软件完全可靠的问题。

TPM如何使用？我们提到了其中一些，首先就是绑定，可以通过SRK封装软件密钥。第二个就是“密封”，将特定的密钥绑定到度量平台上。第三，我们研究了远程认证，并注意到TPMs也可以用于其他加密功能，如密钥生成。

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