Trusted Platform Module (TPM)

A Trusted Platform Module (TPM) on erillinen salaussiru tietokoneen emolevyllä (tai integroitu CPU:hun nykyaikaisissa järjestelmissä). Se tallentaa kryptografiset avaimet, suorittaa niille toimintoja paljastamatta niitä ja tarjoaa todistettuja mittauksia järjestelmän käynnistystilasta. Nykyinen standardi on TPM 2.0; vanhemmat järjestelmät käyttävät TPM 1.2.

Ydinominaisuudet

• Avainten luonti ja tallennus. TPM voi luoda RSA-, ECC- ja HMAC-avaimia sisäisesti. Yksityiset avaimet eivät koskaan poistu sirulta – ohjelmisto voi pyytää allekirjoitus-, salaus- tai salauksenpurkutoimia, mutta ei voi purkaa avaimia.
• Platform Configuration Registers (PCR:t). Hash-pohjaiset rekisterit, jotka tallentavat käynnistysprosessin tilan. Jokainen komponentti (BIOS, käynnistyslatain, ydin) mittaa seuraavan komponentin ja laajentaa PCR:n hashilla. Lopulliset PCR-arvot sormenjäljet ​​koko käynnistysketjusta.
• Sinetöity tallennustila. Tiettyihin PCR-arvoihin sidottu salaus. TPM purkaa sinetöidyn blobin salauksen vain, jos järjestelmän PCR:t vastaavat niitä, jotka ne olivat, kun tiedot suljettiin. Käynnistysketjun peukalointi → ei voi purkaa tietojen salausta.
• Testation. TPM voi allekirjoittaa tarjouksen PCR:stään todistusavaimella. Etäpalvelu vastaanottaa allekirjoitetun tarjouksen ja varmistaa, että laite on käynnistetty tunnettuun hyvään tilaan.
• Satunnaislukujen sukupolvi. Laitteiston RNG, hyödyllinen, kun käyttöjärjestelmässä ei ole tarpeeksi entropiaa.

Mitä rakennuslohkotPLZPPLZ-ominaisuudet ovat3Z2PMXxxx korkeamman tason ominaisuudet:

• Täyden levyn salaus — BitLocker Windowsissa, LUKS Linuxissa voi sinetöidä levyn salausavaimen TPM:ään. Järjestelmä avaa levyn lukituksen automaattisesti käynnistyksen yhteydessä, jos (ja vain jos) käynnistysketju on ehjä.
• Secure Boot — Jokainen käynnistysvaihe mitataan. Muokattu käynnistyslatain → eri PCR → suljetut valtuustiedot eivät avaudu.
• Laitetodistus — Yritykset varmistavat, että hallitut laitteet käyttävät hyväksyttyjä kokoonpanoja ennen kuin ne myöntävät pääsyn resursseihin.
• Laitteiston tukema Windows-älykortin vaihto-ohjelmisto, FPLZ47XLaitteistotuettu X-tunnistusXX TPM:llä tallennetut avaimet.
• Vahva avainsuojaus SSH:lle, VPN:lle, koodin allekirjoitukselle – haittaohjelmat eivät voi suodattaa TPM:ssä luotuja avaimia edes järjestelmänvalvojan oikeuksilla.

TPM vs. erottuva:

• TPM – TCG:n standardoima, useimmissa tietokoneissa ja palvelimissa. Rajoitettu laskentakyky; suunniteltu tietyille kryptografisille primitiiveille.
• Apple Secure Enclave — Applen TPM-ekvivalentti, integroitu SoC:hen. Sama rooli, eri API, jota käyttävät Touch ID, Face ID, FileVault, Keychain.
• Hardware Security Module (HSM) – paljon tehokkaampi salauslaite, tyypillisesti PCIe-kortti tai verkkolaite. Varmentajat, maksujen käsittelijät ja pankit käyttävät. Tuhansia dollareita ja enemmän.
• FIDO-suojausavain (YubiKey jne.) — TPM:n kaltainen avaintallennus kannettavassa muodossa.

BitLocker- ja TPM-integraatioXPLZ77PMX

TLockerin useimmat käyttötapaukset: Windowsissa. Aseman salausavain on suljettu PCR:iin, jotka mittaavat käynnistysketjua. Normaali käynnistys → PCR:t täsmäävät → TPM vapauttaa avaimen → aseman lukitus avautuu → kirjaudut sisään. Jos käynnistysketjua muutetaan (eri käynnistyslatain, BIOS-päivitys ilman asianmukaista käsittelyä), PCR:t eivät täsmää, BitLocker pyytää palautusavainta.

Tästä syystä Secure BIOS -palautus poistetaan käytöstä, BiLoot-päivitys joskus korvataan, tai jopa käynnistyslataus tai laukaisu. kehotteita. TPM tekee juuri sen, mitä sen pitääkin – suojaa levyä luvattomalta käytöltä.

Windows 11:n TPM-vaatimus

Microsoftin vuoden 2021 kiistanalainen päätös vaatia TPM 2.0 Windows 11:lle sulki monet vanhemmat tietokoneet päivityksen ulkopuolelle. Perustelut: TPM-tuetuista ominaisuuksista (BitLocker, Windows Hello, Credential Guard) tulee perustason. Kriitikot huomauttivat, että vaatimus loi sähköisen jätteen painetta. Päätös piti suurelta osin; Windows 11:n käyttöönotto on nyt laajaa, ja useimmat uudet PC:t toimitetaan TPM-käytöllä.

TPM-hyökkäykset

TPM:itä vastaan ​​on osoitettu useita hyökkäyskategorioita:

• Bus sniffing. CPU:n ja erillisen TPM:n välinen tiedonsiirto kulkee emolevyn väylällä (LPC, SPI tai I2C). Fyysisen pääsyn ansiosta hyökkääjät ovat haistaneet salausavaimia siirron aikana. fTPM (suorittimeen integroitu laiteohjelmiston TPM) välttää tämän hyökkäyksen.
• Kylmäkäynnistyshyökkäykset. RAM säilyttää tiedot hetken virrankatkon jälkeen; jos levyavain ladattiin RAM-muistiin, se voidaan palauttaa. Nykyaikaiset käyttöjärjestelmät pyyhkivät herkän muistin sammuttamisen yhteydessä, mutta kannettavien tietokoneiden keskeytystilat ovat riskialttiimpia.
• Sivukanavat. TPM-toimintojen ajoitus ja tehoanalyysi ovat vuotaneet osittaisia ​​keskeisiä tietoja tutkimusasetuksista.
• Firmware haavoittuvuudet. myös TPPM-ohjelmiston haavoittuvuudet; TPM-laiteohjelmiston haavoittuvuudet voivat vaikuttaa avainten eristämiseen.

Tavallisissa uhkamalleissa (kannettavien tietokoneiden varkaudet, haittaohjelmat) TPM-pohjainen suojaus on erittäin tehokasta. Arvokkaissa kohdistetuissa fyysisissä hyökkäyksissä syvällinen puolustus on tärkeää.

I:t TPM:t "huijaavat" sinua?

A jatkuva myytti: TPM on takaovi tai seuraa käyttäjien toimintaa. TPM on passiivinen kryptografinen siru – se tallentaa avaimet ja mittaa käynnistystilan. Sillä ei ole verkkoyhteyttä, se ei soita kotiin, ei näe tiedostojasi. Käyttäjävirastolle aiheutuva riski on hienovaraisempi: TPM-lukitut DRM- ja todistuksen vaativat palvelut voivat periaatteessa sulkea pois käyttäjät, jotka käyttävät ei-hyväksyttyjä kokoonpanoja. Toistaiseksi valtavirran asennukset käyttävät TPM:ää suojaamiseen eikä ohjaukseen, mutta arkkitehtoninen huolenaihe on perusteltu.