可信計(jì)算的硬件防線，TPM芯片

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/周凱揚(yáng)）TPM（受信任平臺(tái)模塊）作為一項(xiàng)基于硬件提供安全功能的技術(shù)，可以用于安全地創(chuàng)建與存儲(chǔ)密鑰，確保設(shè)備OS與固件符合可信計(jì)算等應(yīng)用的安全要求。為了符合規(guī)范，比如最新的TPM 2.0，就必須使用TPM安全芯片，將其集成到PC、手機(jī)/平板、IoT設(shè)備或服務(wù)器等產(chǎn)品中。比如Windows 11給出的最低系統(tǒng)要求中，就加入了TPM 2.0安全處理器這一條。但已經(jīng)存在了20多年的TPM技術(shù)，并不一定能保證安全性上高枕無憂。

TPM芯片

在TPM 2.0版本中，英特爾和AMD這樣的廠商已經(jīng)可以將TPM功能集成到芯片組中，而不再需要主板上的獨(dú)立芯片，諸如英特爾的PTT和AMD的fTPM等。但不少產(chǎn)品在使用其他芯片時(shí)，為了做到安全可靠還是需要用到第三方的獨(dú)立TPM芯片。

市面上也有不少第三方廠商開發(fā)了TPM芯片，諸如意法半導(dǎo)體、英飛凌、國(guó)民技術(shù)和新唐科技等。以英飛凌的OPTIGA TPM系列為例，該系列中既有針對(duì)PC和服務(wù)器進(jìn)行優(yōu)化的SLB 9672 FW15，還有針對(duì)IoT、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與嵌入式系統(tǒng)優(yōu)化的SLB 9672 FW16。這兩者均集成了SPI接口，可以與Windows和Linux系統(tǒng)完美集成，除了支持RSA-4096、AES-256等最新的加密算法外，還支持TPM唯一ID配置、背書密鑰主種子配置等增強(qiáng)安全功能。

不過SLB 9672在提供消費(fèi)級(jí)質(zhì)量的同時(shí)，還支持到-40°到105°的寬工作溫度，所以也適用于一些較為復(fù)雜的IoT環(huán)境。如果對(duì)接口、認(rèn)證之類的有要求的話，還是需要選擇其他的型號(hào)，比如I2C接口的SLB 9673，或是通過工規(guī)JEDEC JESD47D的SLM 9670、通過車規(guī)AEC-Q100的SLI 9670等。

還有就是國(guó)民技術(shù)的TPM 2.0芯片，Z32H320TC和Z32H330TC。其中Z32H330TC是國(guó)際可信計(jì)算產(chǎn)業(yè)中首個(gè)加載中國(guó)密碼算法和國(guó)際密碼算法的雙算法可信計(jì)算核心產(chǎn)品，包括SM2/SM3/SM4與AES/SHA/RSA等。Z32H330TC不僅完整支持微軟Windows下可信應(yīng)用， 同時(shí)與Intel平臺(tái)可信啟動(dòng)無縫配合。

在CPU平臺(tái)的支持上，除了常見的英特爾、AMD外，也支持龍芯、飛騰、海光、華芯通等多個(gè)國(guó)內(nèi)計(jì)算平臺(tái)。操作系統(tǒng)的適配上，也已經(jīng)支持了國(guó)內(nèi)的統(tǒng)信UOS、麒麟和中科方德等。除了芯片產(chǎn)品外，國(guó)民技術(shù)還基于該芯片提供了PCIe和USB兩種接口的可信密碼模塊，作為更為便捷的可信計(jì)算實(shí)現(xiàn)方式。

TPM不代表萬無一失

但在系統(tǒng)集成了TPM之后，不代表就真的安全無破綻了，TPM本身的規(guī)范、固件等依然給到了不少不法之徒可乘之機(jī)。比如近期爆出的漏洞CVE-2023-1017，就可以通過向TPM 2.0發(fā)送惡意命令，導(dǎo)致TPM芯片/進(jìn)程崩潰，而另一個(gè)漏洞CVE-2023-1018，則可以通過命令來讀取或訪問TPM中存儲(chǔ)的敏感數(shù)據(jù)。

再者就是AMD的fTPM方案，該方案此前因?yàn)橛跋裣到y(tǒng)性能導(dǎo)致卡頓而被大家詬病，近期又爆出可通過電壓故障進(jìn)行注入攻擊的問題，從而獲取在BitLocker中的密鑰數(shù)據(jù)。不過該方式雖然不需要物理訪問TPM模塊本身，但還是需要物理手段并且進(jìn)行數(shù)個(gè)小時(shí)的攻擊才能攻破fTPM。正是因?yàn)樾酒蛞?guī)范本身存在這些漏洞的可能性，英飛凌、新唐科技等芯片廠商時(shí)刻關(guān)注安全漏洞的同時(shí)，也會(huì)推送新的固件，用于解決潛在的入侵問題。

小結(jié)

事實(shí)證明，僅靠軟件技術(shù)是難以實(shí)現(xiàn)真正穩(wěn)健的安全環(huán)境方案的，操作系統(tǒng)環(huán)境中存在成千上萬種方式繞過軟件安全措施，所以TPM這樣的硬件解決方案也不可少。但TPM技術(shù)軟硬件結(jié)合的程度決定了任何一環(huán)都不能弱，否則就會(huì)給到這些安全漏洞可乘之機(jī)。