空天信息安全与可信计算教育部重点实验室

1、空天信息平安与可信计算教育部重点实验室武汉大学计算机学院汇报人：徐明迪2021年7月18日第二届中国信息平安博士论坛可信计算平台测评实际与技术报告提纲二总结 1可信计算平台测评概念可信计算平台测评系统一三一、可信计算平台测评概念可信计算平台测评可信计算产品曾经开场走向运用几乎一切的著名笔记本电脑都配置了TPM芯片OpenTC和IBM分别各自推出了开源的可信计算软件我国政策规定根据的规定，信息平安产品必需经过测评认证才干实践运用可信计算平台测评可信计算平台的规范一致性测试可信计算平台的平安性测试可信计算平台的可靠性测试一、可信计算平台测评概念国内外研讨现状德国波鸿大学发现主流的TPM在不同程度上

2、都存在与规范不符合的问题匈牙利布达佩斯大学将白盒测试和Fuzzing技术相结合，发现OpenTC工程中的TSS的假设干Bug和远程溢出平安破绽中国科学院软件所TCM、TSM测试国内外尚没有可信计算平台测评的完好的实际、技术和测评系统报告提纲一总结1可信计算平台测评概念可信计算平台测评系统二三二、可信计算平台测评系统测试根据TCG的规范我国国家密码管理局制定的、和国信办主持制定的一系列可信计算技术规范。提出“一套框架多套技术测评对象：可信计算平台的主要可信特征测评层次：TPM，信任链，TSS二、可信计算平台测评系统TCP测评可信计算平台平安测评原型系统可信计算平台平安规范规范一致性测试子系统可信

3、计算平台平安规范破绽扫描测试子系统可信计算平台平安规范浸透性测试子系统可信计算平台平安测评实际与技术可信计算平台可信特征描画方法可信计算平台的测试方法可信计算平台平安评价方法1、可信特征描画方法信任链特征描画 可信PC信任链交互模型为了可以笼统出信任链规范中的角色进程，建立不同角色之间的交互关系，我们将可信计算平台笼统为三个实体：可信平台模块(TPM)可信度量根(RTM)软硬件所组成的系统(System)1、可信特征描画方法信任链特征描画(Cont.)基于Biba模型的TCG信任链平安性分析根据Biba模型将信任链中的节点分为主体和客体根据信任链的传送次序给节点建立平安级别将信任链中的度量操作

4、、创建日志操作和迭代PCR操作转换为“读、“写、“执行和“追加操作分析信任链建立过程中能否存在违背平安规那么的行为1、可信特征描画方法TPM 特征描画TPM运用编程接口平安模型语法系统借助平安协议分析的思想，将API的执行表征为一组输入/输出知识的逻辑公式集。根据规范表述，提取与系统平安特征相关的知识集定义攻击者才干，经过API调用和离线密码运算得到内部维护的。1、可信特征描画方法TPM 特征描画(Cont.)推理系统与自动证明待验证的平安目的以定理的方式描画利用归结原理和反例搜索的方法，验证平安目的能否在模型中成立，假设不成立，搜索结果即反映出一组有效的攻击序列。经过集成的可执行形状判决机制

5、，在一定程序上缓解了形状空间爆炸的问题。 1、可信特征描画方法TSS特征描画TSS要为可信计算平台的运用层提供完好性维护、身份可信性认证、数据平安性维护等可信特征功能；经过对不同TSS的规范进展分析和抽取，定义出TSS的可信特征；遵照不同规范的TSS产品实现机制会有不同，但只需TSS能实现相对应可信特征功能，同样能到达平安的要求。2、可信计算平台的测试方法信任链测试方法基于规范的分层测试模型基于系统层次的信任链测试构造划分基于动作约简的事件和形状测试信任链测试方法(Cont.)基于系统层次的信任链测试构造划分结合PC启动的普通流程，信任链的测试构造可划分为：CRTM定义为信任链的最底层，它是完

6、好性度量的起始点，也是事件日志的创建者CRTM所创建的事件日志定义为中间层，它是构建信任链的根据事件所产生的平台形状定义为最高层，它决议信任传送的正确与否2、可信计算平台的测试方法2、可信计算平台的测试方法信任链测试方法(Cont.)基于动作约简的事件和形状测试根据RTM与TPM, System之间的交互关系经过交互关系建立System动作集合和信任链形状之间的有向图从测试的角度出发进展约简,消去影响信任链测试的内部动作和不可达形状经过约简后的有向图得到适宜信任链规范测试的测试例集合,并生成测试用例,对信任链系统进展一致性测试2、可信计算平台的测试方法信任链规范阐明对应的LTS系统经过约简后得

7、到的信任链规范实现LTS系统信任链测试方法(Cont.)基于动作约简的事件和形状测试2、可信计算平台的测试方法TPM测试方法基于特征提取的功能关联测试模型基于功能划分的TPM测试构造基于特征提取的TPM根本功能依赖集合生成基于形状机实际的规范一致性测试 TPM测试方法(Cont.)基于功能划分的TPM测试构造根据规范定义的TPM所必需具有的功能，将TPM功能横向划分为：将TPM根本信息划分为最底层，它是其它一切功能的根底将TPM密码效力划分为中间层，它为TPM可信效力提供密码算法保证将TPM可信效力划分为最高层，它为整个平台提供完好性和平安性的运用与保证2、可信计算平台的测试方法TPM测试方法

8、(Cont.)基于特征提取的TPM根本功能依赖集合生成根据提取的TPM功能以及它们之间的关系，将提取的功能之间的纵向关系总结为根本功能依赖集，根据根本功能依赖集扩展可得到一切功能的测试顺序。2、可信计算平台的测试方法 TPM测试方法(Cont.)基于形状机实际的规范一致性测试根据提取的功能依赖性，对TPM规范进展了形状机建模，经过比较测试时的形状机模型与TPM规范的形状机模型，判别被测试的TPM能否到达规范一致性。以下图为建立的TPM正常运转形状下部分形状机表示图。2、可信计算平台的测试方法TSS测试方法基于反射机制的分层测试框架TSS测试的功能构造划分基于反射机制的TSS测试框架基于静态分析

9、与Fuzzing的平安测试2、可信计算平台的测试方法TSS测试方法(Cont.)TSS测试的构造划分根据TSS规范所定义的内容划分测试的层次功能构造如下：TSP层测试:包括上下文管理测试、战略管理测试、TPM管理测试、密钥管理测试等；TCS层测试:包括密钥证书管理测试，事件管理测试，参数块产生测试等；TDDL层测试:包括对TDDL接口的测试。2、可信计算平台的测试方法TSS测试方法(Cont.)基于反射机制的TSS测试框架不同TSS规范中定义的函数信息有差别，被测函数繁多且测试流程是动态组合的经过建立通用的程序框架，将被测函数的相关信息存入数据库中，利用Java反射机制调用被测试函数并获取相应

10、参数信息；测试程序有良好的通用性和扩展性。2、可信计算平台的测试方法TSS测试方法(Cont.)静态分析符号执行与随机化测试Fuzzing测试分析测试可信软件栈TCG Software Stack, TSS设计与实现中的平安缺陷与破绽基于TSS分层封装特点，针对TSPI运用接口与TCSI网络接口的API函数进展平安测试。测试框架与测试用例的构造建立在对API序列语义分析与参数语法分析的根底上进展。测试方法兼顾程序静态分析与随机测试，经过详细的测试用例触发平安缺陷。2、可信计算平台的测试方法TSS测试方法(Cont.)静态分析符号执行与随机化测试Fuzzing测试面向缺陷的软件自动化测试方法研讨

11、运用符号执行+约束求解的方法自动遍历程序内部执行途径运用随机构造的测试用例配合符号执行，提高效率和准确性用断言和笼统解释的方法显式定义待检测缺陷的属性2、可信计算平台的测试方法3、可信计算平台平安测评原型系统3、可信计算平台平安测评原型系统信任链测试测试对象符合TCG规范的可信计算平台：HP6400、HP6230和ThinkPad R61i符合中国规范的国内两种可信计算机测试目的基于Biba模型，对平台信任链的完好性进展评价经过结果分析，对平台信任链的关键技术点进展评价，并判别各个测试平台对于可信计算平台规范的实现程度以及与规范的匹配程度经过一致性测试和平安测试之间的映射关系，找出当前可信计算

12、平台存在的内部平安隐患信任链测试部分测试界面3、可信计算平台平安测评原型系统信任链测试测试结果及分析HP6400、HP6230、ThinkPad R61i和国内两种可信计算机的信任链实现程度分别为：81.82%，72.72%，18.18%，9.09%，9.09%被测装载TCG TPM1.2平台上根本曾经实现了信任链的建立和传送过程被测装载TCG TPM1.1平台的大部分测试都不满足要求，仅提供了TPM驱动和TPM访问接口国内外一些被测样机，根本上没有实现信任链。3、可信计算平台平安测评原型系统 TPM 测试测试对象按照TCG规范实现的可信平台模块： Infineon TPM 1.1和Atmel

13、 TPM 1.2按照中国规范的可信平台模块： 某国产品牌样片测试目的基于形状机模型，对可信平台模块进展平安功能的规范一致性测试，总结各个功能模块的规范符合程度经过结果分析，判别各个可信平台模块对于规范的匹配程度3、可信计算平台平安测评原型系统 TPM 测试部分测试界面3、可信计算平台平安测评原型系统 TPM 测试测试结果及分析从统计结果可以看出：HP Infineon TPM 1.1、ThinkPad Atmel TPM 1.2和某国产品牌样片的规范符合度分别为：92.66%、80.19%和82.92%。 3、可信计算平台平安测评原型系统 TSS测试测试对象按照TCG规范实现的可信软件栈： Daonity TSS1.1测试目的对可信软件栈进展平安功能的规范一致性测试，总结各个功能模块的规范符合程度经过结果分析，判别可信软件栈对于规范的匹配程度3、可信计算平台平安测评原型系统TSS测试界面部分测试界面3、可信计算平台平安测评原型系统TSS测试测试结果及分析参照TSS V1.1规范，测试原型系统对Daonity 工程中的TSS进展了测试。对比测试经过的功能数和TCG规范定义的可信软件栈的功能数。三个功能模块：TSP、 TCS 和 TDDL中经过的函数功能数的功能覆盖率为 81