تقنية التنفيذ الموثوقة

يمكن أن تشمل القياسات التعليمات البرمجية، وهياكل البيانات، والإعدادات، والمعلومات، أو أي شيء يمكن تحميله في الذاكرة. يشترط بروتوكول TCG عدم تنفيذ التعليمات البرمجية إلا بعد قياسها. ولضمان تسلسل محدد للقياسات، لا تُكتب قياسات التجزئة في التسلسل إلى سجلات PCR مختلفة، بل يُضاف قياس جديد إلى سجل PCR واحد. وهذا يعني أن وحدة TPM تأخذ القيمة الحالية لسجل PCR والقياس المراد إضافته، وتُجري عملية تجزئة لهما معًا، ثم تستبدل محتوى سجل PCR بنتيجة التجزئة. والنتيجة هي أن الطريقة الوحيدة للوصول إلى قياس معين في سجل PCR هي إضافة القياسات نفسها تمامًا وبالترتيب نفسه. لذلك، إذا تم تعديل أي وحدة يتم قياسها، فسيكون قياس سجل PCR الناتج مختلفًا، وبالتالي يسهل اكتشاف ما إذا كانت أي تعليمات برمجية أو إعدادات أو بيانات، وما إلى ذلك، قد تم تغييرها أو إتلافها. تُعد آلية إضافة سجل PCR أساسية لإنشاء سلسلة ثقة في طبقات البرمجيات (انظر أدناه).

تدعم هذه التقنية كلاً من سلسلة الثقة الثابتة وسلسلة الثقة الديناميكية. تبدأ سلسلة الثقة الثابتة عند تشغيل النظام الأساسي (أو إعادة ضبطه)، مما يُعيد ضبط جميع سجلات التحكم في النظام (PCRs) إلى قيمها الافتراضية. بالنسبة لمنصات الخوادم، يُجرى القياس الأول بواسطة المعالج لقياس وحدة مُوقّعة رقميًا (تُسمى وحدة رمز مُصادق عليه أو ACM) مُقدمة من مُصنِّع مجموعة الشرائح . يتحقق المعالج من صحة التوقيع وسلامة الوحدة المُوقّعة قبل تنفيذها. ثم تقيس وحدة ACM أول وحدة رمز BIOS، والتي يُمكنها إجراء قياسات إضافية.

تُوسّع قياسات وحدات كود ACM وBIOS لتشمل PCR0، الذي يُقال إنه يحتوي على قياس جذر الثقة الأساسي الثابت (CRTM) بالإضافة إلى قياس قاعدة الحوسبة الموثوقة لنظام BIOS (TCB). يقيس نظام BIOS مكونات إضافية في PCRs على النحو التالي:

• PCR0 – CRTM ، ورمز BIOS، وامتدادات منصة المضيف ^{[ أ ]}
• PCR1 – تكوين منصة المضيف
• PCR2 – رمز ROM الاختياري
• PCR3 – تكوين وبيانات ذاكرة القراءة فقط الاختيارية
• PCR4 – رمز IPL (محمل البرنامج الأولي) (عادةً ما يكون سجل التمهيد الرئيسي - MBR)
• PCR5 – تكوين بيانات كود IPL (للاستخدام بواسطة كود IPL)
• PCR6 – أحداث الانتقال بين الولايات وأحداث ما بعد الرحيل
• PCR7 – عنصر تحكم الشركة المصنعة لمنصة المضيف

تبدأ سلسلة الثقة الديناميكية عندما يستدعي نظام التشغيل تعليمات أمان خاصة، تُعيد ضبط سجلات التحكم الديناميكية (PCR17-22) إلى قيمها الافتراضية، وتبدأ عملية القياس. يُجرى القياس الديناميكي الأول بواسطة المعالج لقياس وحدة أخرى موقّعة رقميًا (تُعرف باسم SINIT ACM)، والتي يُوفرها أيضًا مُصنِّع الشريحة، ويتحقق المعالج من توقيعها وسلامتها. يُعرف هذا باسم قياس جذر الثقة الديناميكي (DRTM).

ثم يقيس نظام SINIT ACM وحدة كود نظام التشغيل الأولى (المشار إليها ببيئة الإطلاق المقاسة - MLE). قبل السماح بتنفيذ بيئة الإطلاق المقاسة، يتحقق نظام SINIT ACM من أن المنصة تستوفي متطلبات سياسة التحكم في الإطلاق (LCP) التي يحددها مالك المنصة. تتكون سياسة التحكم في الإطلاق من ثلاثة أجزاء:

1. التحقق من أن إصدار SINIT يساوي أو أحدث من القيمة المحددة
2. التحقق من صحة تكوين النظام الأساسي (PCONF) عن طريق مقارنة PCR0–7 بالقيم الجيدة المعروفة (يقرر مالك النظام الأساسي أي PCRs سيتم تضمينها).
3. التحقق من صحة تقدير الاحتمال الأقصى، من خلال مقارنة قياسه بقائمة من القياسات المعروفة الجيدة.

يتم حماية سلامة LCP وقوائم القياسات المعروفة الجيدة من خلال تخزين قياس التجزئة للسياسة في TPM في موقع غير متطاير محمي لا يمكن تعديله إلا بواسطة مالك النظام الأساسي.

بمجرد استيفاء متطلبات بروتوكول التحكم المنطقي (LCP)، يسمح نظام إدارة الأمان SINIT ACM لوحدة MLE بالعمل كنظام تشغيل موثوق به من خلال تمكين الوصول إلى سجلات أمان خاصة وتفعيل الوصول إلى مستوى TPM Locality 2. وبذلك، تصبح وحدة MLE قادرة على إجراء قياسات إضافية على سجلات PCR الديناميكية. تحتوي سجلات PCR الديناميكية على قياسات لما يلي:

• PCR17 – DRTM وسياسة التحكم في الإطلاق
• PCR18 – رمز بدء تشغيل نظام التشغيل الموثوق به (MLE)
• PCR19 – نظام تشغيل موثوق (على سبيل المثال، تكوين نظام التشغيل)
• PCR20 – نظام تشغيل موثوق (على سبيل المثال نواة نظام التشغيل ورموز أخرى)
• PCR21 – كما هو محدد من قبل نظام التشغيل الموثوق
• PCR22 – كما هو محدد من قبل نظام التشغيل الموثوق

توفر هذه التقنية أيضًا طريقة أكثر أمانًا لنظام التشغيل لتهيئة المنصة. فبدلاً من تهيئة المعالج التقليدية [التي تتضمن إرسال معالج التمهيد (BSP) إشارة مقاطعة بدء التشغيل بين المعالجات (SIPI) إلى كل معالج تطبيق، مما يؤدي إلى بدء تشغيل كل معالج في "الوضع الحقيقي" ثم الانتقال إلى "الوضع الافتراضي" وأخيرًا إلى "الوضع المحمي"]، يتجنب نظام التشغيل هذه الثغرة الأمنية من خلال تنفيذ عملية تشغيل آمنة (تُعرف أيضًا باسم التشغيل المُقاس) والتي تضع معالجات التطبيقات في حالة سكون خاصة، حيث يتم بدء تشغيلها مباشرةً في الوضع المحمي مع تفعيل الترحيل، ولا يُسمح لها بمغادرة هذه الحالة. ^{[ 3 ]}