TPM(Trusted Platform Module)을 사용하여 바이트를 암호화하는 방법

TPM(Trusted Platform Module)을 사용하여 바이트를 암호화하는 방법

머신의 TPM 모듈을 사용하여 바이트를 암호화하려면 어떻게 해야 합니까?

CryptProtectData

API를 합니다.CryptProtectDataAPI:

public Byte[] ProtectBytes(Byte[] plaintext)
{
   //...
}

「 」의 상세 ProtectBytes매우 쉽게 사용할 수 있다는 생각보다는 덜 중요합니다.

• 에서는, 「에 유지되고 있는 .System
• 암호화된 blob을 돌려줘

반환된 BLOB는 원래 데이터(해시 알고리즘, 암호 알고리즘, salt, HMAC 서명 등)의 복호화와 반환에 필요한 모든 것을 포함하는 문서화되어 있지 않은 구조입니다.

위해, 「의 실장 .ProtectBytes 쓰입니다.Crypt API★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★:

public Byte[] ProtectBytes(Byte[] plaintext)
{
   //Setup our n-byte plaintext blob
   DATA_BLOB dataIn;
   dataIn.cbData = plaintext.Length;
   dataIn.pbData = Addr(plaintext[0]);

   DATA_BLOB dataOut;

   //dataOut = EncryptedFormOf(dataIn)
   BOOL bRes = CryptProtectData(
         dataIn,
         null,     //data description (optional PWideChar)
         null,     //optional entropy (PDATA_BLOB)
         null,     //reserved
         null,     //prompt struct
         CRYPTPROTECT_UI_FORBIDDEN || CRYPTPROTECT_LOCAL_MACHINE,
         ref dataOut);
   if (!bRes) then
   {
      DWORD le = GetLastError();
      throw new Win32Error(le, "Error calling CryptProtectData");
   }

   //Copy ciphertext from dataOut blob into an actual array
   bytes[] result;
   SetLength(result, dataOut.cbData);
   CopyMemory(dataOut.pbData, Addr(result[0]), dataOut.cbData);

   //When you have finished using the DATA_BLOB structure, free its pbData member by calling the LocalFree function
   LocalFree(HANDLE(dataOut.pbData)); //LocalFree takes a handle, not a pointer. But that's what the SDK says.
}

TPM에서 동일한 작업을 수행하는 방법

위의 코드는 로컬 컴퓨터의 데이터 암호화에만 유용합니다..System키 생성기로 간주합니다(관심은 있지만 중요하지 않습니다).결과적으로 로컬 머신에서만 해독할 수 있는 데이터(하드 드라이브 암호화 마스터 키 등)를 암호화할 수 있습니다.

이제 한 걸음 더 나아가야 할 때입니다.로컬 TPM에서만 해독할 수 있는 데이터(하드 드라이브 암호화 마스터 키 등)를 암호화하고 싶다.즉, Android용 블록 다이어그램의 Qualcomm Trusted Execution Environment(TEE)를 Windows의 TPM으로 대체하고 싶습니다.

주의: TPM은 데이터 서명을 하지 않습니다(또는 데이터 서명을 한다고 해서 매번 같은 바이너리 출력을 얻을 수 있는 것은 아닙니다).그래서 저는 "RSA 서명"을 "하드웨어 바인딩 키로 256비트 BLOB 암호화"로 대체하고 싶습니다.

암호는 어딨지?

문제는 MSDN에서 TPM 프로그래밍이 완전히 문서화되어 있지 않다는 것입니다.작업을 수행하는 데 사용할 수 있는 API가 없습니다.Trusted Computing Group의 소프트웨어 스택(일명 TSS) 복사본을 찾아서 TPM에 보낼 명령과 페이로드의 순서를 파악하고 Window의 Tbsip_Submit_Command 함수를 호출하여 명령을 직접 전송해야 합니다.

TBS_RESULT Tbsip_Submit_Command(
  _In_     TBS_HCONTEXT hContext,
  _In_     TBS_COMMAND_LOCALITY Locality,
  _In_     TBS_COMMAND_PRIORITY Priority,
  _In_     const PCBYTE *pabCommand,
  _In_     UINT32 cbCommand,
  _Out_    PBYTE *pabResult,
  _Inout_  UINT32 *pcbOutput
);

Windows에는 작업을 수행하기 위한 상위 수준의 API가 없습니다.

이는 하드 드라이브에 SATA I/O 명령을 실행하여 텍스트 파일을 생성하려는 것과 같습니다.

왜 바지만 쓰지 않지?

TCG(Trusted Computing Group)는 자체 API인 TCB Software Stack(TSS)을 정의했습니다.이 API의 구현은 몇몇 사람들에 의해 만들어졌으며 TrouSerS라고 불립니다.그 후 한 남자가 그 프로젝트를 Windows로 포팅했습니다.

이 코드의 문제는 Windows 월드로 이식할 수 없다는 것입니다.예를 들어 델파이에서는 사용할 수 없고 C#에서는 사용할 수 없습니다.필요한 것은 다음과 같습니다.

• OpenSSL
• 스레드

TPM으로 암호화하기 위한 코드만 있으면 됩니다.

의 「 」CryptProtectData기능 본체에 있는 것 말고는 아무것도 필요 없습니다.

TPM을 사용하여 데이터를 암호화하기 위한 동등한 코드는 무엇입니까?다른 사용자가 지적한 바와 같이 3개의 TPM 매뉴얼을 참조하여 직접 BLOB를 구성해야 합니다.아마 그 일이랑 관련이 있을 거예요.TPM_seal명령어를 입력합니다.데이터를 봉인하고 싶지는 않지만 바인딩하고 싶습니다.

바인딩 – 스토리지 키에서 파생된 고유한 RSA 키인 TPM 바인드 키를 사용하여 데이터를 암호화합니다.씰링 – 바인딩과 같은 방법으로 데이터를 암호화합니다.또, 데이터의 복호화(밀폐 해제)를 실시하기 위해서 TPM이 필요한 상태를 지정합니다.

필요한 코드 20줄을 찾기 위해 필요한 볼륨 3개를 읽으려고 합니다.

• 제1부 - 설계 원칙
• 파트 2 - TPM의 구조
• 제3부 - 명령어

근데 난 내가 뭘 읽고 있는지 모르겠어.만약 어떤 튜토리얼이나 예가 있다면, 기회가 있을지도 모릅니다.하지만 난 완전히 길을 잃었어.

그래서 Stackoverflow를 묻습니다.

같은 방법으로 다음을 제공할 수 있었습니다.

Byte[] ProtectBytes_Crypt(Byte[] plaintext)
{
   //...
   CryptProtectData(...); 
   //...
}

누군가가 그에 상응하는 것을 제공할 수 있는가?

Byte[] ProtectBytes_TPM(Byte[] plaintext)
{
   //...
   Tbsip_Submit_Command(...);
   Tbsip_Submit_Command(...);
   Tbsip_Submit_Command(...);
   //...snip...
   Tbsip_Submit_Command(...);
   //...
}

잠기지 , 열쇠가 않는 한, 을 합니다.SystemLSA TPM은?

조사 개시

바인드가 정확히 무슨 뜻인지 모르겠어요.그러나 TPM의 메인 - 파트 3 명령 - 사양 버전 1.2를 보면 바인드에 대해 언급되어 있습니다.

10.3 TPM_UnBind

TPM_UnBind는 Tspi_Data_Bind 명령의 결과인 데이터 블럽을 가져와 사용자에게 내보내기 위해 복호화합니다.발신자는, 착신 BLOB 를 복호화하는 키의 사용을 허가할 필요가 있습니다.TPM_UnBind는 블록 단위로 동작하며 블록과 다른 블록 간의 관계에 대한 개념은 없습니다.

혼란스러운 것은 이 시스템이 존재하지 않는다는 것이다.Tspi_Data_Bind명령어를 입력합니다.

조사 활동

아무도 TPM이나 그 동작을 기록하려고 하지 않는 것은 끔찍합니다.마치 그들이 이 멋진 것을 가지고 노는 데 모든 시간을 할애했지만, 어떤 것에 사용할 수 있게 만드는 고통스러운 단계를 다루고 싶지 않았던 것 같습니다.

무료 책자 TPM 2.0 실천 가이드: 새로운 보안 시대에 Trusted Platform Module 사용:

3장 - TPM 2.0에 대한 빠른 튜토리얼

TPM은 자체 생성된 개인 키에 액세스할 수 있으므로 공개 키로 키를 암호화한 후 생성된 BLOB를 하드 디스크에 저장할 수 있습니다.이렇게 하면 TPM은 사실상 무제한의 키를 사용할 수 있지만 귀중한 내부 스토리지를 낭비하지 않습니다.하드 디스크에 저장된 키는 지울 수 있지만 백업할 수도 있습니다. 설계자에게는 이것이 허용 가능한 트레이드오프처럼 보였습니다.

TPM의 공용 키로 키를 암호화하려면 어떻게 해야 합니까?

4장 - TPM을 사용하는 기존 응용 프로그램

TPM을 사용해야 하지만 사용하지 않는 응용 프로그램

지난 몇 년간 웹 기반 애플리케이션의 수가 증가했습니다.그 중에는 웹 기반 백업과 스토리지가 있습니다.현재 많은 기업이 이러한 서비스를 제공하고 있지만, 우리가 알고 있는 바로는 이러한 서비스의 클라이언트 중 누구도 사용자가 백업 서비스의 키를 TPM에 잠글 수 없도록 하고 있습니다.이 경우 TPM 키 자체를 여러 대의 머신에 복제하여 백업하는 것이 좋습니다.이것은 개발자들에게 기회인 것 같다.

개발자가 TPM에 키를 잠그는 방법

제9장 - 유산

사용 예: 로그인 비밀번호 저장

일반적인 패스워드 파일에는 패스워드의 해시가 저장되어 있습니다.검증은 제공된 비밀번호를 솔팅 및 해시하고 저장된 값과 비교하는 것으로 구성됩니다.계산에는 비밀이 포함되어 있지 않기 때문에 비밀번호 파일에 대한 오프라인 공격이 발생할 수 있습니다.

이 사용 예에서는 TPM에서 생성된 HMAC 키를 사용합니다.암호 파일에는 조정된 암호의 HMAC가 저장됩니다.확인은 제공된 암호를 염분 처리 및 HMAC 처리하여 저장된 값과 비교하는 것으로 구성됩니다.오프라인 공격자는 HMAC 키를 가지고 있지 않기 때문에 계산을 수행하여 공격을 마운트할 수 없습니다.

잘 될 수도 있어.TPM에 비밀 HMAC 키가 있고 TPM만 HMAC 키를 알고 있는 경우 서명(개인 키로 TPM 암호화라고도 함)을 "HMAC"로 대체할 수 있습니다. 그러나 다음 행에서는 완전히 반전됩니다.

TPM2_작성, HMAC 키 지정

HMAC 키를 지정해야 하는 경우 TPM 비밀은 아닙니다.이 장이 TPM에서 제공하는 암호화 유틸리티에 관한 장이라는 것을 알게 되면 HMAC 키가 기밀이 아니라는 것은 의미가 있습니다.SHA2, AES, HMAC 또는 RSA를 직접 작성할 필요 없이 TPM에 이미 설치되어 있는 것을 재사용할 수 있습니다.

10장 - 키

보안 디바이스로서 하드웨어 디바이스에서 키를 안전하게 유지하면서 사용할 수 있는 어플리케이션의 기능은 TPM의 가장 큰 장점입니다.TPM은 외부에서 생성된 키를 생성 및 가져올 수 있습니다.비대칭 키와 대칭 키를 모두 지원합니다.

잘 했어요어떻게 하는 거야!?

키 생성기

TPM의 가장 큰 강점은 암호화 키를 생성하여 하드웨어 경계 내에서 비밀을 보호할 수 있다는 것입니다.키 생성기는 TPM 자체 난수 생성기를 기반으로 하며 외부 무작위 소스에 의존하지 않습니다.따라서 엔트로피의 원천이 불충분한 취약한 소프트웨어 소프트웨어를 기반으로 약점을 제거한다.

TPM은 암호화 키를 생성하여 하드웨어 경계 내에서 기밀을 보호할 수 있습니까?그래, 어떻게?

12장 - 플랫폼컨피규레이션레지스터

인가를 위한 PCR

사용 사례: 하드 디스크 암호화 키를 플랫폼 상태로 밀봉

풀 디스크 암호화 애플리케이션은 TPM이 암호화 키를 보호하는 경우 암호로만 보호된 동일한 디스크에 저장하는 경우보다 훨씬 안전합니다.첫째, TPM 하드웨어에는 안티 해머링 보호 기능이 있어(TPM 사전 공격 보호에 대한 자세한 내용은 제8장 참조), 패스워드에 대한 무차별 공격이 실용적이지 않습니다.소프트웨어에 의해서만 보호되는 키는, 취약한 패스워드에 훨씬 더 취약합니다.둘째, 디스크에 저장된 소프트웨어 키를 훨씬 쉽게 훔칠 수 있습니다.디스크(또는 디스크의 백업)를 가져오면 키가 나타납니다.TPM이 키를 잡고 있으면 플랫폼 전체 또는 적어도 디스크와 메인보드를 도난당해야 합니다.

sealing을 사용하면 비밀번호뿐만 아니라 정책에 의해 키를 보호할 수 있습니다.일반적인 정책에서는 밀봉 시 PCR 값(소프트웨어 상태)에 대한 키가 잠겨 있습니다.이것은, 최초의 기동시에 상태가 손상되지 않는 것을 전제로 하고 있습니다.처음 부팅할 때 프리 인스톨 되어 있는 말웨어는 PCR로 측정되므로 키가 손상된 소프트웨어 상태로 씰링됩니다.신뢰성이 낮은 기업에서는 표준 디스크이미지와 그 이미지를 나타내는 PCR에 씰이 붙어 있을 수 있습니다.이들 PCR 값은 보다 신뢰할 수 있는 플랫폼 상에서 미리 계산됩니다.보다 고도의 기업에서는 TPM2_Policy를 사용합니다.신뢰할 수 있는 PCR 값 세트를 인가하고 여러 장의 티켓을 제공합니다.PCRbrittability 문제를 해결하기 위한 정책 인가 및 적용에 대한 자세한 설명은 14장을 참조하십시오.

패스워드로 키를 보호할 수도 있지만 TPM 키 패스워드가 없어도 보안상의 이점이 있습니다.공격자는 TPMkey 비밀번호를 입력하지 않고 플랫폼을 부팅할 수 있지만 OS 사용자 이름과 비밀번호가 없으면 로그인할 수 없습니다.OS 보안은 데이터를 보호합니다.공격자는 OS 로그인 보안을 무시하기 위해 대체 OS를 부팅할 수 있습니다.예를 들어 하드 드라이브에서 부팅하는 것이 아니라 라이브 DVD 또는 USB 스틱에서 부팅할 수 있습니다.다만, 이 다른 부트 설정 및 소프트웨어에 의해서 PCR 값이 변경됩니다.이러한 새로운 PCR은 봉인된 값과 일치하지 않기 때문에 TPM은 복호화 키를 해제하지 않고 하드 드라이브의 복호화도 할 수 없었습니다.

잘 했어요이게 바로 제가 원하는 사용 사례입니다.Microsoft가 TPM을 사용하는 용도이기도 합니다.어떻게 해!?

그래서 그 책을 다 읽었는데 아무 소용이 없었어요.375페이지니까 꽤 인상적이죠당신은 그 책에 무엇이 들어있었는지 궁금해하고, 그것을 돌아보면, 나는 전혀 모르겠다.

따라서 TPM 프로그래밍에 대한 최종 가이드는 포기하고 Microsoft에서 제공하는 다음 문서를 참조합니다.

Microsoft TPM Platform Crypto-Provider Toolkit 。내가 하고 싶은 일이 정확히 나와 있다.

보증 키 또는 EK

EK는 플랫폼에 신뢰성 높은 암호화 식별자를 제공하도록 설계되었습니다.기업은 기업 내 모든 PC의 TPM에 속하는 보증 키 데이터베이스를 유지하거나 데이터센터 패브릭 컨트롤러의 모든 블레이드에 TPM 데이터베이스가 있을 수 있습니다.Windows 에서는, 「Windows 8 의 플랫폼 암호화 프로바이더」의 항에 기재되어 있는 NCrypt 프로바이더를 사용하고, EK 의 공개 부분을 읽어낼 수 있습니다.

TPM 내부 어딘가에 RSA 개인 키가 있습니다.그 열쇠는 저 안에 잠겨 있다. 바깥 세상에서는 절대 보이지 않는다.TPM이 개인 키로 서명하도록 합니다(즉, 개인 키로 암호화).

가능한 가장 기본적인 조작을 원합니다.

개인 키로 암호화합니다.더 복잡한 것을 요구하는 것도 아닙니다.

• PCR 상태에 따라 "봉인"
• 키를 생성하여 휘발성 또는 비휘발성 메모리로 저장
• 대칭 키를 생성하여 TPM에 로드하려고 합니다.

TPM이 할 수 있는 가장 기본적인 조작을 요구하고 있습니다.왜 그 방법에 대한 정보를 얻을 수 없는 거죠?

랜덤 데이터를 얻을 수 있다

RSA 서명이 TPM이 할 수 있는 가장 기본적인 일이라고 했을 때, 제가 말을 잘했던 것 같습니다.TPM이 요구할 수 있는 가장 기본적인 것은 랜덤 바이트를 지정하는 것입니다.어떻게 해야 할지 알아냈다는 것:

public Byte[] GetRandomBytesTPM(int desiredBytes)
{
   //The maximum random number size is limited to 4,096 bytes per call
   Byte[] result = new Byte[desiredBytes];

   BCRYPT_ALG_HANDLE hAlgorithm;

   BCryptOpenAlgorithmProvider(
         out hAlgorithm,
         BCRYPT_RNG_ALGORITHM, //AlgorithmID: "RNG"
         MS_PLATFORM_CRYPTO_PROVIDER, //Implementation: "Microsoft Platform Crypto Provider" i.e. the TPM
         0 //Flags
   );
   try
   {                
      BCryptGenRandom(hAlgorithm, @result[0], desiredBytes, 0);
   }
   finally
   {
      BCryptCloseAlgorithmProvider(hAlgorithm);
   }

   return result;
}

더 팬시 씽

TPM을 사용하는 사람의 수가 매우 적다는 것을 알고 있습니다.그렇기 때문에 Stackoverflow에서는 아무도 답을 가지고 있지 않습니다.그래서 나는 내 공통적인 문제에 대한 해결책을 찾는데 너무 욕심을 부릴 수 없다.하지만 제가 정말 하고 싶은 일은 몇 가지 데이터를 "봉인"하는 것입니다.

• TPM에 일부 데이터(예를 들어 32바이트의 주요 자료)를 제시합니다.
• TPM이 데이터를 암호화하여 불투명한 블롭 구조를 반환하도록 합니다.
• 나중에 TPM에 BLOB 복호화 요청
• 암호 해독은 TPM의 PCR 레지스터가 암호화 중과 동일한 경우에만 작동합니다.

즉, 다음과 같습니다.

Byte[] ProtectBytes_TPM(Byte[] plaintext, Boolean sealToPcr)
{
   //...
}

Byte[] UnprotectBytes_TPM(Byte[] protectedBlob)
{
   //...
}

차세대 암호화(Cng, BCrypt)로 TPM 지원

Windows의 원래 암호화 API는 Crypto API로 알려져 있습니다.

Windows Vista 이후 Crypto API는 Cryptography API: Next Generation으로 대체되었습니다(내부적으로는 BestCrypt, 약칭 BCrypt, 패스워드 해시 알고리즘과 혼동하지 마십시오).

Windows 에는, 다음의 2개의 BCrypt 프로바이더가 부속되어 있습니다.

• Microsoft Primitive Provider(MS_PRIMITIVE_PROVIDER) 디폴트: 모든 기본 요소(해시, 대칭 암호화, 디지털 서명 등)의 기본 소프트웨어 구현
• Microsoft 플랫폼암호 프로바이더)MS_PLATFORM_CRYPTO_PROVIDER 액세스를 : TPM tpm tpm tpm tpm tpm tpm tpm tpm tpm

플랫폼 암호화 프로바이더는 MSDN에서는 문서화되어 있지 않지만, 2012년 Microsoft Research 사이트에서 문서를 입수할 수 있습니다.

TPM 플랫폼 암호화 공급자 툴킷

TPM Platform Crypto Provider and Toolkit에는 Windows 8에서 TPM 관련 기능을 사용하기 위한 샘플 코드, 유틸리티 및 문서가 포함되어 있습니다.TPM 지원 CNG(Crypto-Next-Gen) 플랫폼 암호 공급자와 증명 서비스 공급자가 새로운 Windows 기능을 사용하는 방법에 대해 설명합니다.TPM 1.2 및 TPM 2.0 기반 시스템이 모두 지원됩니다.

Microsoft의 의도는 암호화 NG API의 Microsoft Platform Crypto Provider를 통해 TPM 암호화 기능을 표면화하는 것으로 보입니다.

Microsoft BCrypt를 사용한 공개 키 암호화

이하를 전제로 합니다.

• RSA 비대칭 암호화를 실행하고 싶다(TPM 사용)
• Microsoft BestCrypt는 RSA 비대칭 암호화를 지원합니다.
• Microsoft Best Crypt에 TPM 프로바이더가 있다

Microsoft Cryptography Next Gen API를 사용하여 디지털 서명을 하는 방법을 알아내는 것이 앞으로의 방법이 될 수 있습니다.

키를 하기 위한 RSA)를 입니다.MS_PRIMITIVE_PROVIDER§:

• modulus F4 45 B4 79 CE D 85 0xDC 67 FA F4 9E F2 72 1D 45 2C B4 80 79 06 A094 27 50 8209 DD 67 CE 57 B8 6C 4A 40 9F D2 69 FB 995 D 85 07 A1 F9 16F 56D FF
• publicExponent: 65537

기능하면 ProviderTPM 프로바이더) 할 수 .MS_PLATFORM_CRYPTO_PROVIDER를 참조해 주세요.

2016년 2월 22일: Apple이 사용자 데이터의 복호화를 지원해야 하는 상황에서 TPM이 발명된 가장 간단한 작업인 암호화 작업을 어떻게 수행할지에 대한 관심이 다시 높아지고 있습니다.

거의 모든 사람이 차를 소유하는 것과 맞먹지만, 아무도 시동을 걸 줄 모릅니다.1단계만 넘기면 정말 유용하고 멋진 일을 할 수 있습니다.

Microsoft 키 스토리지 API

Microsoft의 TPM Base^archive Services 문서 홈페이지에는 다음과 같은 Key Storage API를 사용하는 것이 바람직하다고 나와 있습니다.

메모

TPM은 주요 스토리지 작업에 사용할 수 있습니다.그러나 개발자는 이러한 시나리오에 키 스토리지 API를 사용하는 것이 좋습니다.Key Storage API는 암호화 키를 작성, 서명 또는 암호화 및 유지하는 기능을 제공하며, 이러한 대상 시나리오에서 TBS보다 더 높고 사용하기 쉽습니다.

Key Storage^archive API 도입부에는 다음과 같이 기술되어 있습니다.

주요 스토리지 아키텍처

CNG는 공개 키 또는 개인 키 암호화와 같은 암호화 기능을 사용하는 애플리케이션 작성의 현재 및 미래의 요구와 키 자료의 저장 요구에 적응할 수 있는 개인 키 스토리지 모델을 제공합니다.키 스토리지 라우터는 이 모델의 중심 루틴이며 Ncrypt.dll에 구현되어 있습니다.애플리케이션은 키 스토리지 라우터를 통해 시스템의 키 스토리지 프로바이더(KSP)에 액세스합니다.키 스토리지 라우터는 키 분리 등의 세부 정보를 애플리케이션과 스토리지 프로바이더로부터 모두 숨깁니다.다음 그림은 CNG 키 분리 아키텍처의 설계와 기능을 나타내고 있습니다.

또한 하드웨어 보안 모듈(아마도 TPM의 용어)이 지원되고 있음을 알 수 있습니다.

위에서 설명한 바와 같이 광범위한 하드웨어 스토리지 디바이스를 지원할 수 있습니다.어느 경우든, 이러한 모든 스토리지 디바이스에 대한 인터페이스는 동일합니다.여기에는 다양한 개인 키 작업을 수행하는 기능과 키 스토리지 및 관리와 관련된 기능이 포함됩니다.

다만, HSM 의 사용을 요구할 필요가 있는 것인지, 또는 사용 가능한 때에 자동적으로 행해지는 것인지(및 사용할 수 없는 타이밍을 알 수 있는 방법 등)에 대해서는 알 수 없습니다.

보너스 읽기

• Android - Encryption - 암호화된 키 저장
• Android 탐색 - Android 디스크 암호화 다시 보기
• DPAPI 비밀DPAPI 보안 분석 및 데이터 복구(파트 1)
• CryptoNextGeneration : TPM에 키 저장
• CNG KSP API를 통해 TPM에서 RSA 개인 키를 내보내는 방법

프라이머

다음은 TPM 1.2에 관한 내용뿐입니다.Microsoft 에서는, 장래의 모든 Windows 버전에 TPM 2.0 이 필요합니다.2.0 세대는 1.2 세대와는 근본적으로 다릅니다.

TPM 설계 원칙 때문에 한 줄의 솔루션은 없습니다.TPM은 리소스가 제한된 마이크로컨트롤러라고 생각하시면 됩니다.이 제품의 주된 디자인 목표는 가격은 저렴하면서도 안전하다는 것이었습니다.따라서 TPM은 안전한 작업에 필요하지 않은 모든 로직을 제거했습니다.따라서 TPM은 최소 몇 개의 팻 소프트웨어가 있는 경우에만 작동하며 많은 명령을 올바른 순서로 실행합니다.이러한 명령어 순서는 매우 복잡할 수 있습니다.그렇기 때문에 TCG는 잘 정의된 API를 사용하여 TSS를 지정했습니다.자바 방식으로 가고 싶다면 고급 Java API도 있습니다.C# / .net에 대해 유사한 프로젝트를 알지 못합니다.

발전

이 경우 IBM의 소프트웨어 TPM을 살펴보는 것이 좋습니다.

• 프로젝트 페이지
• 전체 패키지 다운로드

패키지에는 매우 유용한 3가지 컴포넌트가 포함되어 있습니다.

• 소프트웨어 TPM 에뮬레이터
• 경량 TPM lib
• 기본적인 명령줄 유틸리티

소프트웨어 TPM 에뮬레이터가 반드시 필요한 것은 아닙니다.또, 머신의 HW TPM에 접속할 수도 있습니다.단, 발행된 명령어를 대행 수신하여 응답을 확인할 수 있습니다.이를 통해 명령어 사양에 대응하는 명령어 조립 방법과 방법을 학습할 수 있습니다.

고레벨

전제 조건:

1. TPM이 활성화됨
2. TPM 드라이버가 로드되었습니다.
3. TPM의 소유권을 취득했습니다.

블럽을 밀봉하려면 다음 작업을 수행해야 합니다.

1. 키를 작성하다
2. 열쇠를 어딘가에 보관하다.
3. 키가 TPM에 로드되어 있는지 확인합니다.
4. 그 방울을 봉하다

개봉하려면 다음 작업을 수행해야 합니다.

1. 열쇠를 손에 넣다
2. 키를 TPM에 로드하다
3. 봉인된 방울을 풀다

보호된 바이트를 저장하기 위해 사용하는 데이터 구조에 키 블럽을 저장할 수 있습니다.

필요한 TPM 명령어는 대부분 승인된 명령어입니다.따라서 필요에 따라 인가 세션을 확립해야 합니다.AFIR의 대부분은 OSAP 세션입니다.

TPM 명령어

현재 디버깅 버전을 실행할 수 없기 때문에 정확한 시퀀스를 제공할 수 없습니다.따라서 이것은 사용할 필요가 있는 명령어 순서 없는 목록으로 간주합니다.

• TPM_OSAP
• TPM_CreateWrapKey
• TPM_LoadKey2
• TPM_Seal

현재 PCR 값도 읽으려면 다음 절차를 따릅니다.

• TPM_PCRRead

머신의 TPM 모듈을 사용하여 바이트를 암호화하려면 어떻게 해야 합니까?

의도와 상황에 따라 다릅니다.

• 어떤 종류의 TPM을 가지고 있습니까(1 패밀리 또는2 패밀리)?
• TPM은 어떤 상태입니까?소유권이 있습니까?제공되었습니까?
• 당신의 프로그래밍 언어는 무엇입니까?
• 암호화하시겠습니까, 서명하시겠습니까?(그것은 질문의 나머지 부분으로부터 애매합니다)
• 암호화하려는 데이터의 크기는 얼마나 됩니까?
• 대칭 키를 사용하시겠습니까, 비대칭 키를 사용하시겠습니까?
• TPM에 이미 있는 키를 사용하시겠습니까, 아니면 먼저 키를 생성하시겠습니까?
• "암호화"란 "키 랩"을 의미합니까?
• 암호화된 데이터를 시스템 구성에 잠그고 시스템이 동일한 구성으로 돌아왔을 때만 암호를 해독할 수 있도록 하시겠습니까?
• 암호를 해독하려면 권한이 필요합니까?
• 암호화는 전혀 필요 없고 데이터를 TPM에 저장할 필요가 없습니까?
• TPM 내에 데이터를 저장하는 경우 취득을 위해 인증이 필요합니까, 아니면 시스템이 특정 구성이어야 합니까?

이러한 각 사용 사례(및 더 많은 사용 사례) 또는 그 조합은 서로 다른 구현 경로를 제시합니다.TPM은 암호화 디바이스의 스위스 군용 나이프라고 생각하시면 됩니다.이것으로 할 수 있는 것은 별로 없지만, 그 범용성으로 인해 사용의 용이성이 저하되고 있습니다.이 질문은 암호화, 서명 및 시스템 구성 잠금 사이에서 계속 진행되지만, 이 답변의 주요 부분에서는 질문에 설명된 대부분의 요구를 충족하기 위해 Seal 명령을 고려합니다.

이제 한 걸음 더 나아가야 할 때입니다.로컬 TPM에서만 해독할 수 있는 데이터(하드 드라이브 암호화 마스터 키 등)를 암호화하고 싶다.

이것이 Bind 명령어의 용도입니다(TPM 2의 Create 명령어로 대체됩니다).TPM 바인딩된 키에서 파생된 키를 로드하고 이 키를 사용하여 암호화합니다(또는 하드웨어 바인딩된 키로 직접 암호화).이렇게 하면 동일한 TPM에 액세스해야만 데이터를 해독할 수 있습니다.

즉, Android용 블록 다이어그램의 Qualcomm Trusted Execution Environment(TEE)를 Windows의 TPM으로 대체하고 싶습니다.

이 전체 공정을 재현하는 것이 좋은 생각인지는 잘 모르겠습니다.우선, 프로세스 중 어느 곳에서든 서명 작업을 사용할 필요가 없습니다.Android 5가 개발될 당시 Keystore API는 서명 및 검증 작업에 한정되어 있었던 것으로 보입니다.디스크 암호화 팀은 자신들이 가지고 있는 것을 최대한 활용하기 위해 최선을 다했고 저장된 TE 키를 사용하여 서명 조작을 통해 중간 키 중 하나를 추출하는 알고리즘을 고안한 것으로 추측됩니다.그 결과 전체 프로세스를 플랫폼에서만 사용할 수 있는 하드웨어 바인딩 키에 연결할 수 있었습니다.그때는 서명만이 유일한 방법이었기 때문입니다.단, TPM에 액세스 할 수 있는 경우, 필요 이상으로 많은 기능을 이용할 수 있는 경우에는 이러한 제약을 받을 필요가 없습니다.

TPM이 데이터 서명을 하지 않는 것을 깨달았습니다.

이는 거짓입니다. 두 버전의 TPM 모두 서명을 지원합니다.

(또는 같은 데이터에 서명할 경우 매번 같은 바이너리 출력을 제공하는 것은 아닙니다.)

이건 말이 안 돼요.동일한 키로 동일한 데이터에 서명하면 동일한 시그니처가 생성됩니다.서명 조작과 견적 조작을 혼동할 수 있습니다.이 작업은 난스에 혼재합니다.

그래서 저는 "RSA 서명"을 "하드웨어 바인딩 키로 256비트 BLOB 암호화"로 대체하고 싶습니다.

TPM에서는 둘 다 가능하지만 실제로는 이 옵션을 사용하는 것이 좋습니다.상기를 참조해 주세요.

문제는 MSDN에서 TPM 프로그래밍이 완전히 문서화되어 있지 않다는 것입니다.작업을 수행하는 데 사용할 수 있는 API가 없습니다.

유감스럽게도 문서화할 것이 많지 않습니다.Win API는 드라이버에서 한 단계 떨어진 몇 가지 TBS 기능으로 제한됩니다.

Trusted Computing Group의 소프트웨어 스택(일명 TSS) 복사본을 찾아서 TPM에 보낼 명령과 페이로드의 순서를 파악하고 Window의 Tbsip_Submit_Command 함수를 호출하여 명령을 직접 전송해야 합니다.

TSS를 사용할 Tbsip_submit_Command()TSS를 사용하다저수준의 디테일은 추상화되어 버립니다.

Windows에는 작업을 수행하기 위한 상위 수준의 API가 없습니다.

TPM 1은 그대로지만 TPM 2는 TSS가 있습니다.MSR

이는 하드 드라이브에 SATA I/O 명령을 실행하여 텍스트 파일을 생성하려는 것과 같습니다.

맞아요.

그냥 바지를 쓰면...이 코드의 문제는 Windows 월드로 이식할 수 없다는 것입니다.예를 들어 델파이에서는 사용할 수 없고 C#에서는 사용할 수 없습니다.필요한 것은 다음과 같습니다.OpenSSL, pThread

이것이 극복할 수 없는 도전인지 확실하지 않다.모든 데이터 구조화 코드를 다시 쓰는 것보다 인터op을 통해 TrouSerS에 액세스하는 것이 좋습니다.그리고 문제를 작성할 때도 있었어요.

TPM을 사용하여 데이터를 암호화하기 위한 동등한 코드는 무엇입니까?TPM_seal 명령어가 필요할 수 있습니다.데이터를 봉인하고 싶지는 않지만 바인딩하고 싶습니다.

질문에는 두 명령어의 차이를 설명하는 인용문이 포함되어 있으므로 큰 혼란은 없을 것입니다.씰링은 바인딩과 비슷하며, 씰을 해제하려면 시스템 상태가 동일해야 한다는 제약이 추가되었습니다.

같은 방법으로 다음을 제공할 수 있었습니다.

Byte[] ProtectBytes_Crypt(Byte[] plaintext)
{
   //...
   CryptProtectData(...); 
   //...
}

누군가가 그에 상응하는 것을 제공할 수 있는가?

Byte[] ProtectBytes_TPM(Byte[] plaintext)
{
   //...
   Tbsip_Submit_Command(...);
   Tbsip_Submit_Command(...);
   Tbsip_Submit_Command(...);
   //...snip...
   Tbsip_Submit_Command(...);
   //...
}

시스템 LSA에서 잠긴 키가 아니라 TPM에서 잠긴 키가 잠긴다는 것을 제외하고 같은 것을 할 수 있습니까?

우선 TPM에는 서로 완전히 호환되지 않는 두 가지 주요 버전이 있습니다.따라서 TPM 1용으로 작성한 코드는 사실상 TPM 2에서는 동작하지 않습니다.TBS API는 TPM 2의 유일한 공통 코드이며 Microsoft에 공평하게 말하면 이것이 API가 성장하지 않은 이유 중 하나일 수 있습니다.이 답변의 주요 부분에는 다음 두 가지 이유로 TPM 1의 코드가 표시됩니다.

• 질문에는 TPM 1 고유의 개념이 포함되어 있기 때문에 TPM 1을 사용하는 사용자는 TPM 1을 검색하기 위해 여기에 도착할 가능성이 높습니다.
• TPM 2 용 TSS 는 Microsoft 로 실장되어 있습니다.

두 번째, 질문을 좀 더 구체적으로 해 봅시다.다음과 같이 재해석합니다.

How do I write code in C#, using only the TBS API, to interface with
an already owned and provisioned TPM to, without user interaction,
encrypt no more than 128 bytes of arbitrary data with an asymmetric
key already resident in the TPM and bound to it, but not protected
with a password, so that in order to decrypt the data the system may
need to be in the same state it was in at encryption time based on an
easily configurable variable?

이 경우 PCR 선택 크기를 0으로 설정하면 Bind 명령과 동일한 기능을 수행하지만 PCR 선택에는 원하는 PCR이 포함되도록 쉽게 변경할 수 있기 때문에 Seal 명령어가 가장 적합합니다.왜 Bind 명령어가 스펙에 포함되어 있는지, 그리고 앞서 기술한 바와 같이 TPM 2 스펙에서 삭제되고 두 명령어가 하나의 Create 명령어로 결합되었는지 궁금하게 합니다.

TPM 1.2 Seal 명령어를 사용하여 TBS 기능만으로 데이터를 암호화하기 위한 C# 코드를 다음에 나타냅니다(주의: 이 코드는 테스트되지 않았으며 디버깅하지 않으면 작동하지 않습니다).

[DllImport ("tbs.dll")]
unsafe static extern UInt32 Tbsi_Context_Create (UInt32 * version, IntPtr * hContext);

[DllImport ("tbs.dll")]
unsafe static extern UInt32 Tbsip_Context_Close (IntPtr hContext);

[DllImport ("tbs.dll")]
unsafe static extern UInt32 Tbsip_Submit_Command (
    IntPtr hContext, UInt32 Locality, 
    UInt32 Priority, 
    byte * pCommandBuf, 
    UInt32 CommandBufLen, 
    byte * pResultBuf, 
    UInt32 * pResultBufLen);

byte[] ProtectBytes_TPM (byte[] plaintext) {

    void AddUInt32Reversed (byte[] a, System.UInt32 o, ref int i) {
        byte[] bytes = System.BitConverter.GetBytes (o);
        Array.Reverse (bytes);
        Array.Copy (bytes, 0, a, i, bytes.Length);
        i += bytes.Length;
    }
    void AddUInt16Reversed (byte[] a, System.UInt16 o, ref int i) {
        byte[] bytes = System.BitConverter.GetBytes (o);
        Array.Reverse (bytes);
        Array.Copy (bytes, 0, a, i, bytes.Length);
        i += bytes.Length;
    }
    void AddBool (byte[] a, byte b, ref int i) {
        a[i] = b;
        i += 1;
    }
    void AddBlob (byte[] a, byte[] b, ref int i) {
        Array.Copy (b, 0, a, i, b.Length);
        i += b.Length;
    }
    byte[] Xor (byte[] text, byte[] key) {
        byte[] xor = new byte[text.Length];
        for (int i = 0; i < text.Length; i++) {
            xor[i] = (byte) (text[i] ^ key[i % key.Length]);
        }
        return xor;
    }

    int offset;

    Random rnd = new Random ();

    IntPtr hContext = IntPtr.Zero;
    unsafe {
        UInt32 version = 1;
        IntPtr handle = hContext;
        UInt32 result = Tbsi_Context_Create ( & version, & handle);

        if (result == 0) {
            hContext = handle;
        }
    }

    byte[] cmdBuf = new byte[768];

    //OSAP
    System.UInt32 outSize;

    byte[] oddOsap = new byte[20];
    byte[] evenOsap = new byte[20];
    byte[] nonceEven = new byte[20];
    byte[] nonceOdd = new byte[20];
    System.UInt32 hAuth = 0;

    offset = 0;
    AddUInt16Reversed (cmdBuf, 0x00C1, ref offset);
    offset = 6;
    AddUInt32Reversed (cmdBuf, 0x0000000B, ref offset);

    offset = 2 + 4 + 4; //2 for tag, 4 for size and 4 for command code

    AddUInt16Reversed (cmdBuf, 0x0004, ref offset); //Entity Type SRK = 0x0004
    AddUInt32Reversed (cmdBuf, 0x40000000, ref offset); //Entity Value SRK = 0x40000000
    rnd.NextBytes (oddOsap);
    AddBlob (cmdBuf, oddOsap, ref offset);
    uint cmdSize = (System.UInt32) offset;
    offset = 2;
    AddUInt32Reversed (cmdBuf, cmdSize, ref offset);

    outSize = (System.UInt32) (Marshal.SizeOf (hAuth) + nonceEven.Length + evenOsap.Length);

    byte[] response = new byte[outSize];
    unsafe {
        UInt32 result = 0;

        //uint cmdSize = (uint)offset;
        uint resSize = outSize;
        fixed (byte * pCmd = cmdBuf, pRes = response) {
            result = Tbsip_Submit_Command (hContext, 0, 200, pCmd, cmdSize, pRes, & resSize);
        }
    }

    byte contSession = 0;
    System.UInt32 hKey = 0x40000000; //TPM_KH_SRK;
    System.UInt32 pcrInfoSize = 0;
    byte[] srkAuthdata = { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
    uint inDataSize = (uint) plaintext.Length;

    offset = 2 + 4 + 4; //2 for tag, 4 for size and 4 for return code
    byte[] hauthbytes = new byte[Marshal.SizeOf (hAuth)];
    Array.Copy (response, offset, hauthbytes, 0, hauthbytes.Length);
    Array.Reverse (hauthbytes);
    hAuth = System.BitConverter.ToUInt32 (hauthbytes, 0);
    offset += Marshal.SizeOf (hAuth);
    Array.Copy (response, offset, nonceEven, 0, nonceEven.Length);
    offset += nonceEven.Length;
    Array.Copy (response, offset, evenOsap, 0, evenOsap.Length);

    //shared-secret = HMAC(srk_auth, even_osap || odd_osap)
    byte[] sharedSecretBuf = new byte[evenOsap.Length + oddOsap.Length];
    Array.Copy (evenOsap, 0, sharedSecretBuf, 0, evenOsap.Length);
    Array.Copy (oddOsap, 0, sharedSecretBuf, evenOsap.Length, oddOsap.Length);
    System.Security.Cryptography.HMACSHA1 sharedSecretHmac = new System.Security.Cryptography.HMACSHA1 (srkAuthdata);
    byte[] sharedSecret = sharedSecretHmac.ComputeHash (sharedSecretBuf);

    byte[] authSha1InBuf = new byte[sharedSecret.Length + nonceEven.Length];
    Array.Copy (sharedSecret, 0, authSha1InBuf, 0, sharedSecret.Length);
    Array.Copy (nonceEven, 0, authSha1InBuf, sharedSecret.Length, nonceEven.Length);
    System.Security.Cryptography.SHA1Managed sha1 = new System.Security.Cryptography.SHA1Managed ();
    byte[] authSha1 = sha1.ComputeHash (authSha1InBuf);
    byte[] encAuth = Xor (srkAuthdata, authSha1);

    //inParamDigest = sha1(1S ~ 6S) 
    int paramInDigestInBufSize =
        sizeof (System.UInt32) + 
        encAuth.Length +
        Marshal.SizeOf (pcrInfoSize) +
        Marshal.SizeOf (inDataSize) +
        (int) inDataSize;
    byte[] paramInDigestInBuf = new byte[paramInDigestInBufSize];
    offset = 0;
    AddUInt32Reversed (paramInDigestInBuf, 0x00000017, ref offset);
    AddBlob (paramInDigestInBuf, encAuth, ref offset);
    AddUInt32Reversed (paramInDigestInBuf, 0x0, ref offset); //PCR info size
    AddUInt32Reversed (paramInDigestInBuf, inDataSize, ref offset);
    AddBlob (paramInDigestInBuf, plaintext, ref offset);

    byte[] paramInDigest = sha1.ComputeHash (paramInDigestInBuf);

    int pubAuthInBufSize = paramInDigest.Length + nonceEven.Length + nonceOdd.Length + Marshal.SizeOf (contSession);
    byte[] pubAuthInBuf = new byte[pubAuthInBufSize];

    offset = 0;
    AddBlob (pubAuthInBuf, paramInDigest, ref offset);
    AddBlob (pubAuthInBuf, nonceEven, ref offset);
    AddBlob (pubAuthInBuf, nonceOdd, ref offset);
    AddBool (pubAuthInBuf, contSession, ref offset);
    System.Security.Cryptography.HMACSHA1 pubAuthHmac = new System.Security.Cryptography.HMACSHA1 (sharedSecret);
    byte[] pubAuth = pubAuthHmac.ComputeHash (pubAuthInBuf);

    //Seal
    offset = 0;
    AddUInt16Reversed (cmdBuf, 0x00C2, ref offset); // TPM_TAG_RQU_AUTH1_COMMAND;
    offset = 6;
    AddUInt32Reversed (cmdBuf, 0x00000017, ref offset); // TPM_ORD_SEAL;
    offset = 2 + 4 + 4; //2 for tag, 4 for size and 4 for command code

    AddUInt32Reversed (cmdBuf, hKey, ref offset);
    AddBlob (cmdBuf, encAuth, ref offset);
    AddUInt32Reversed (cmdBuf, pcrInfoSize, ref offset);
    AddUInt32Reversed (cmdBuf, inDataSize, ref offset);
    AddBlob (cmdBuf, plaintext, ref offset);

    AddUInt32Reversed (cmdBuf, hAuth, ref offset);
    AddBlob (cmdBuf, nonceOdd, ref offset);
    AddBool (cmdBuf, contSession, ref offset);
    AddBlob (cmdBuf, pubAuth, ref offset);
    cmdSize = (System.UInt32) offset;
    offset = 2;
    AddUInt32Reversed (cmdBuf, cmdSize, ref offset);

    outSize = 768;
    uint responseSize = 0;

    response = new byte[outSize];
    unsafe {
        UInt32 result = 0;

        uint resSize = outSize;
        fixed (byte * pCmd = cmdBuf, pRes = response) {
            result = Tbsip_Submit_Command (hContext, 0, 200, pCmd, cmdSize, pRes, & resSize);
        }
        responseSize = resSize;
    }

    byte[] retBuffer = new byte[responseSize - 10];
    Array.Copy (response, 10, retBuffer, 0, retBuffer.Length);
    Tbsip_Context_Close (hContext);
    return retBuffer;

}

---

코드 분석:

[DllImport ("tbs.dll")]
...

다음은 Tbs.h에서 사용할 수 있는 몇 가지 기능 중 일부이며, 여기서 사용할 유일한 기능입니다.기본적으로는 디바이스에 대한 핸들을 열고 원시 바이트를 송수신함으로써 디바이스와 통신할 수 있습니다.

    void AddUInt32Reversed (byte[] a, System.UInt32 o, ref int i) { ... }
    void AddUInt16Reversed (byte[] a, System.UInt16 o, ref int i) { ... }
    void AddBool (byte[] a, byte b, ref int i) { ... }
    void AddBlob (byte[] a, byte[] b, ref int i) { ... }

TPM은 빅 엔디안이고 Windows는 리틀 엔디안입니다.전송되는 데이터에 대해서는 바이트 순서를 반대로 해야 합니다.여기서는 32비트와 16비트의 부호 없는 int를 되돌리는 것만 걱정하면 됩니다.

    ...
    UInt32 result = Tbsi_Context_Create ( & version, & handle);
    ...

여기서는 Tbsi_Context_Create()를 사용하여 TPM과 통신하기 위한 핸들을 엽니다.파라미터는 부호 없는32비트 int 필드가1개 있는 C 구조일 뿐입니다.이 필드는 TPM 1.2 인스턴스와 통신하기 위해 1로 설정되어야 합니다.또한 이 필드는 TPM 1.2 인스턴스와 통신하기 위해 설정되어야 합니다.

    byte[] cmdBuf = new byte[768];

이 크기는 TPM PC 클라이언트 사양에서 최소 버퍼 크기로 지정됩니다.이 정도면 충분할 겁니다

TPM 1.2 사양 Part 3에서는 다음과 같이 설명합니다.

TPM_Seal requires the encryption of one parameter (“Secret”). For the
sake of uniformity with other commands that require the encryption of
more than one parameter, the string used for XOR encryption is
generated by concatenating a nonce (created during the OSAP session)
with the session shared secret and then hashing the result.

OSAP 세션 중에 생성된 난스를 사용하여 이 "비밀" 파라미터를 XOR 암호화해야 합니다.씰 명령 입력 핸들 중 하나는 OSAP 핸들입니다.

The authorization session handle used for keyHandle authorization.
Must be an OSAP session for this command.

따라서 먼저 이 OSAP 세션을 확립해야 합니다.OSAP에 대해서는 TPM 1.2 사양 파트 1에 기재되어 있습니다.OSAP(Object-Specific Authorization Protocol)는 여러 번 인가를 필요로 하지만 매번 인가를 제공하지 않는 TPM 개체를 사용하는 경우를 처리하기 위해 개발되었습니다.대신 OSAP 세션이 사용됩니다.이 세션은 "공유 비밀"이라는 개념에 의존합니다.이는 응답 공격을 방지하기 위해 개체 권한 부여 데이터와 각 측에서 생성된 난스를 혼합하는 HMAC입니다.따라서 '공유비밀'은 세션의 양쪽(사용자)과 세션의 양쪽(TPM)에만 알려져 있습니다.또, 양쪽이 같은 오브젝트 인가 데이터를 가지고 있을 필요가 있습니다.또, 어느 세션에서 사용되고 있는 '공유비밀'은 다른 세션에서는 무효가 됩니다.이 사양의 그림은 프로세스에 대해 설명합니다.

이 경우 여러 세션을 사용하지 않습니다(실제로 이 파라미터는 SEAL 명령어로 무시됩니다).사용하는 키는 인가를 필요로 하지 않지만 유감스럽게도 OSAP 세션을 확립하기 위해 사양에 구속되어 있습니다.

    offset = 0;
    AddUInt16Reversed (cmdBuf, 0x00C1, ref offset);
    offset = 6;
    AddUInt32Reversed (cmdBuf, 0x0000000B, ref offset);

    offset = 2 + 4 + 4; //2 for tag, 4 for size and 4 for command code

    AddUInt16Reversed (cmdBuf, 0x0004, ref offset); //Entity Type SRK = 0x0004
    AddUInt32Reversed (cmdBuf, 0x40000000, ref offset); //Entity Value SRK = 0x40000000
    rnd.NextBytes (oddOsap);
    AddBlob (cmdBuf, oddOsap, ref offset);
    uint cmdSize = (System.UInt32) offset;

TPM_OSAP 명령어 오퍼랜드는 다음과 같습니다.

각 TPM 1.2 명령어는 다음과 같이 배치되어 있습니다.

  2 bytes       4 bytes             4 bytes
+---------+------------------+------------------+---------------------------
|   Tag   |       Size       |   Command code   |    Command body    ....
+---------+------------------+------------------+---------------------------

태그는 입력과 출력 중 어느 쪽인지, 명령어파라미터 뒤에 auth 데이터 값이 있는지 여부를 나타내는2 바이트 값입니다.TPM_OSAP의 경우 태그는 TPM_이어야 합니다.TAG_RQU_COMMAND(0x00C1)는 사양에 따라 "인가가 없는 명령어"를 의미합니다.

size는 태그 및 크기 자체를 포함하여 명령어 크기를 바이트 단위로 지정하는 4바이트 값입니다.이 값은 나중에 계산한 후 설정합니다.

명령 코드는 서버가 명령 ID로 사용하는 4바이트 값입니다.이 값은 TPM에 명령어의 나머지 해석 방법을 알려줍니다.이 명령어 코드는 TPM_OSAP(0x0000000B)입니다.

다음으로 설정하는 것은 엔티티 유형과 엔티티 값입니다.TPM에 이미 존재하는 키를 사용하고 싶기 때문에 엔티티 타입의 "SRK"(0x0004)를 사용합니다.또한 TPM은 이미 소유되어 있다고 가정하고 있기 때문에 사양에 따라 영속적인 핸들 0x40000000에 SRK가 로드되어 있다고 가정하는 것이 안전하므로 이 영속적인 핸들 값을 엔티티 값으로 사용합니다.(SRK는 "Storage Root Key"의 약자로, 대부분의 다른 TPM 소유 키가 파생되는 루트 키입니다.)

    result = Tbsip_Submit_Command (hContext, 0, 200, pCmd, cmdSize, pRes, & resSize);

마지막으로 명령어 크기를 계산하여 설정하고 명령을 전송합니다.

    offset = 2 + 4 + 4; //2 for tag, 4 for size and 4 for return code
    byte[] hauthbytes = new byte[Marshal.SizeOf (hAuth)];
    Array.Copy (response, offset, hauthbytes, 0, hauthbytes.Length);
    Array.Reverse (hauthbytes);
    hAuth = System.BitConverter.ToUInt32 (hauthbytes, 0);
    offset += Marshal.SizeOf (hAuth);
    Array.Copy (response, offset, nonceEven, 0, nonceEven.Length);
    offset += nonceEven.Length;
    Array.Copy (response, offset, evenOsap, 0, evenOsap.Length);

TPM_OSAP의 TPM에서 얻을 수 있는 데이터는 다음과 같습니다.

다시 돌아오면:

• 메인 명령에서 사용하는 권한 부여 핸들(Seal)
• nonceEven : 메인명령어로 사용하기 위해 TPM에 의해 생성된 난스
• nonceEvenOSAP : TPM_OSAP 명령어를 전송하기 전에 생성된 난스에 대한 카운터 난스입니다.이들 2개의 난스는 "공유 비밀" 생성에 사용됩니다.

이러한 값을 추출하여 변수에 저장합니다.

    byte[] sharedSecretBuf = new byte[evenOsap.Length + oddOsap.Length];
    Array.Copy (evenOsap, 0, sharedSecretBuf, 0, evenOsap.Length);
    Array.Copy (oddOsap, 0, sharedSecretBuf, evenOsap.Length, oddOsap.Length);
    System.Security.Cryptography.HMACSHA1 sharedSecretHmac = new System.Security.Cryptography.HMACSHA1 (srkAuthdata);
    byte[] sharedSecret = sharedSecretHmac.ComputeHash (sharedSecretBuf);

그런 다음 "공유 비밀"을 계산합니다.사양에 따라 계산되는 값은 2개의 OSAP 난스(1개는 사용자에 의해 생성되고 다른 하나는 TPM에 의해 생성됨)와 사용하는 키의 인가 값인 SRK)입니다.일반적으로 SRK 인증 값은 "well-known auth"입니다.즉, 20바이트의 버퍼가 제로로 되어 있습니다.기술적으로는 TPM의 소유권을 취득할 때 이 값을 다른 값으로 변경할 수 있지만 실제로는 그렇지 않기 때문에 "well-known auth" 값이 양호하다고 가정할 수 있습니다.

다음으로 TPM_Seal 명령어의 내용을 살펴보겠습니다.

그 두 파라미터가 .encAuth ★★★★★★★★★★★★★★★★★」pubAuth나씩씩살?살 펴??

encAuthAuthData" 입니다.여기의 Auth Data는 이전부터 「잘 알려진 인증」이지만, 암호화해야 합니다.OSAP ADIP(Authorization-Data Insertion Protocol)입니다.사양에서: "ADIP를 통해 새로운 엔티티를 생성하고 새로운 엔티티 AuthData를 안전하게 삽입할 수 있습니다.AuthData" "OSAP" "AuthData" "OSAP" "AuthData" "AuthData" "AuthData" "되지 않은 세션도 또한 "필수 XOR 암호화 알고리즘의 경우 작성자는 OSAP 공유 비밀의 SHA-1 해시와 세션 난스를 사용하여 암호화 키를 구축합니다.Creator XOR은 암호화 키를 1회용 패드로 사용하여 새로운 AuthData를 암호화하고 이 암호화된 데이터를 작성 요구와 함께 TPM으로 전송합니다.따라서 세션 난스와 공유 비밀에서 XOR 키를 작성하고 그 키로 XOR 암호화를 해야 합니다.

다음의 그림은, ADIP 의 동작에 대해 설명하고 있습니다.

pubAuth는 "입력 및 키핸들용 인가 세션 다이제스트"입니다.스펙 제1부 "OIAP 및 OSAP의 파라미터 선언 예"에서는 위의 TPM_Seal 파라미터 테이블을 해석하는 방법에 대해 설명합니다.「 HMAC # 」컬럼에는 HMAC 계산에 사용되는 파라미터가 상세하게 기재되어 있습니다.inParamDigest par 、 outParamDigest 、 outParamDigest 。이는 암묵적으로 1H1로 불리며 인가 세션이2개 있는 경우에는 1H2로 간주됩니다.1H1, 2H1, 3H1, 4H1은 HMAC를 사용한다.그, PCR 크기 등을 .encAuth위의 TPM_Seal 서수, 그리고 OSAP의 "공유 비밀"을 HMAC 키로 사용하여 2개의 난스 및 "계속 세션" 부울을 사용하는 HMAC.

이 모든 것을 그림으로 정리하면:

이 코드에서는 "PCR info size"를 0으로 설정하고 있습니다.데이터를 시스템 상태로 잠그지 않고 암호화하려고 합니다.다만, 필요에 따라서 「PCR 정보」구조를 제공하는 것은 간단한 일입니다.

    offset = 0;
    AddUInt16Reversed (cmdBuf, 0x00C2, ref offset); 
    offset = 6;
    AddUInt32Reversed (cmdBuf, 0x00000017, ref offset); // TPM_ORD_SEAL;
    ...
    result = Tbsip_Submit_Command (hContext, 0, 200, pCmd, cmdSize, pRes, & resSize);

마지막으로 명령어를 생성하여 전송합니다.

    byte[] retBuffer = new byte[responseSize - 10];
    Array.Copy (response, 10, retBuffer, 0, retBuffer.Length);
    Tbsip_Context_Close (hContext);
    return retBuffer;

Tbsip_Context_Close() 함수를 사용하여 통신 핸들을 닫습니다.

답변은 그대로 반송합니다.으로는 다시 하는 것이 .resAuth공격을 방지하기 입니다.

---

혼란스러운 것은 Tspi_Data_Bind 명령어가 없다는 것입니다.

이는 Tspi_Data_Bind가 TPS 명령이 아닌 TSS 명령이기 때문입니다.그 이유는 비밀(공개 키만 사용)이 필요 없기 때문에 TPM을 사용하지 않고 실행할 수 있기 때문입니다.그러나 이로 인해 혼란이 발생하여 기밀이 필요 없는 명령어도 TPM 2 사양에 포함되어 있습니다.

TPM의 공용 키로 키를 암호화하려면 어떻게 해야 합니까?

TPM 버전에 따라 다릅니다.TPM 1.2의 TPM_CreateWrapKey 명령을 사용합니다.TPM2_Create 명령어를 사용하여 TPM2를 만듭니다.

개발자가 TPM에 키를 잠그는 방법

TPM에서 생성하거나 래핑하거나 사용 가능한 다른 방법을 사용합니다.

TPM2_작성, HMAC 키 지정

그 책의 본문은 혼란스럽다.HMAC 키를 지정하지 않고 HMAC 키를 지정하도록 지정합니다.

HMAC 키가 기밀이 아니라는 것은 타당합니다.

아니, 그건 말이 안 돼.열쇠는 비밀입니다.

...하드웨어 디바이스에서 안전하게 보관하면서 키를 사용합니다.잘 했어요어떻게 하는 거야!?

두 TPM 버전 모두에 대해 키를 생성하거나 가져오는 명령이 있습니다.TPM 1의 경우 랩된 키를 생성하여 키 계층을 확립할 수 있는 루트 키는 SRK뿐이었습니다.TPM 2에서는 프라이머리 키 또는 루트 키를 여러 개 사용할 수 있습니다.

TPM은 암호화 키를 생성하여 하드웨어 경계 내에서 기밀을 보호할 수 있습니까?그래, 어떻게?

상기를 참조해 주세요.

잘 했어요이게 바로 제가 원하는 사용 사례입니다.Microsoft가 TPM을 사용하는 용도이기도 합니다.어떻게 해!?

드라이브의 종류에 따라 다를 수 있습니다.SED 드라이브가 아닌 경우에는 드라이브 암호화 키가 TPM 키로 둘러싸여 있을 수 있습니다.SED 드라이브의 경우 Admin1 비밀번호(또는 그 정도)는 TPM으로 씰링됩니다.

보증 키 또는 EK...TPM 내부 어딘가에 RSA 개인 키가 있습니다.그 열쇠는 저 안에 잠겨 있다. 바깥 세상에서는 절대 보이지 않는다.TPM이 개인 키로 서명하도록 합니다(즉, 개인 키로 암호화).

EK는 서명 키가 아니라 암호 키입니다.단, 범용 암호화 키는 아닙니다.특정 컨텍스트에서만 사용할 수 있습니다.

하지만 제가 정말 하고 싶은 일은 몇 가지 데이터를 '봉인'하는 것입니다.

상기를 참조해 주세요.

신뢰할 수 있는 키 및 암호화 키

신뢰할 수 있는 키와 암호화된 키는 기존 커널 키 링 서비스에 추가된 두 가지 새로운 키 유형입니다.이 두 가지 새로운 유형은 모두 가변 길이 대칭 키이며, 두 가지 경우 모두 커널에 모든 키가 생성되고 사용자 공간은 암호화된 블럽만 확인, 저장 및 로드합니다.신뢰할 수 있는 키를 사용하려면 보안을 강화하기 위해 Trusted Platform Module(TPM) 칩이 필요합니다.단, 암호화 키는 모든 시스템에서 사용할 수 있습니다.편의를 위해 모든 사용자 수준 블럽이 16진수 ASCII로 표시 및 로드되며 무결성이 검증됩니다.

신뢰할 수 있는 키는 TPM을 사용하여 키를 생성하고 씰링합니다.키는 TPM에서 2048비트 RSA 키로 씰링되며, 임의로 지정된 PCR(정합성 측정) 값으로 씰링됩니다. PCR과 BLOB 무결성 검증이 일치하는 경우에만 TPM에 의해 씰링 해제됩니다.로드된 Trusted Key는 새로운(미래) PCR 값으로 갱신할 수 있으므로 커널 및 initramf 업데이트 등 새로운 PCR 값으로 쉽게 이행할 수 있습니다.같은 키에 다른 PCR 값으로 저장된 많은 Blob이 있을 수 있으므로 여러 부팅이 쉽게 지원됩니다.

기본적으로는 신뢰할 수 있는 키는 SRK로 씰링됩니다.SRK로 (20으로 0)로 하다. 시 설정할 수 .tpm_takeownership -u -z.

Usage:
    keyctl add trusted name "new keylen [options]" ring
    keyctl add trusted name "load hex_blob [pcrlock=pcrnum]" ring
    keyctl update key "update [options]"
    keyctl print keyid

    options:
    keyhandle= ascii hex value of sealing key default 0x40000000 (SRK)
    keyauth=   ascii hex auth for sealing key default 0x00...i
        (40 ascii zeros)
    blobauth=  ascii hex auth for sealed data default 0x00...
        (40 ascii zeros)
    blobauth=  ascii hex auth for sealed data default 0x00...
        (40 ascii zeros)
    pcrinfo=   ascii hex of PCR_INFO or PCR_INFO_LONG (no default)
    pcrlock=   pcr number to be extended to "lock" blob
    migratable= 0|1 indicating permission to reseal to new PCR values,
                default 1 (resealing allowed)

keyctl printTPM_STORED_DATA는 ASCII 16입니다.새 키의 키 길이는 항상 바이트 단위입니다.신뢰할 수 있는 키는 32~128바이트(256~1024비트)로 할 수 있으며, 상한은 2048비트 SRK(RSA) 키 길이 내에 들어가는 것으로, 필요한 구조/패딩이 모두 포함되어 있습니다.

암호화 키는 TPM에 의존하지 않고 암호화/복호화에 AES를 사용하기 때문에 더 빠릅니다.새 키는 커널에서 생성된 난수로부터 생성되며 지정된 '마스터' 키를 사용하여 암호화/복호화됩니다.'master' 키는 신뢰할 수 있는 키 또는 사용자 키 유형일 수 있습니다.암호화된 키의 주요 단점은 신뢰할 수 있는 키에 루트가 없는 경우 암호화하는 사용자 키만큼 안전하다는 것입니다.따라서 마스터 사용자 키는 가능한 한 안전한 방법으로 로드해야 합니다(가능하면 부팅 초기에 로드하는 것이 좋습니다).

암호화된 키의 복호화 부분에는 단순한 대칭 키 또는 보다 복잡한 구조가 포함될 수 있습니다.보다 복잡한 구조의 형식은 '형식'으로 식별되는 애플리케이션별로 다릅니다.

Usage:
    keyctl add encrypted name "new [format] key-type:master-key-name keylen"
        ring
    keyctl add encrypted name "load hex_blob" ring
    keyctl update keyid "update key-type:master-key-name"

format:= 'default | ecryptfs'
key-type:= 'trusted' | 'user'

신뢰할 수 있고 암호화된 키 사용 예

길이 32바이트의 "kmk"라는 이름의 신뢰할 수 있는 키를 만들고 저장합니다.

$ keyctl add trusted kmk "new 32" @u
440502848

$ keyctl show
Session Keyring
       -3 --alswrv    500   500  keyring: _ses
 97833714 --alswrv    500    -1   \_ keyring: _uid.500
440502848 --alswrv    500   500       \_ trusted: kmk

$ keyctl print 440502848
0101000000000000000001005d01b7e3f4a6be5709930f3b70a743cbb42e0cc95e18e915
3f60da455bbf1144ad12e4f92b452f966929f6105fd29ca28e4d4d5a031d068478bacb0b
27351119f822911b0a11ba3d3498ba6a32e50dac7f32894dd890eb9ad578e4e292c83722
a52e56a097e6a68b3f56f7a52ece0cdccba1eb62cad7d817f6dc58898b3ac15f36026fec
d568bd4a706cb60bb37be6d8f1240661199d640b66fb0fe3b079f97f450b9ef9c22c6d5d
dd379f0facd1cd020281dfa3c70ba21a3fa6fc2471dc6d13ecf8298b946f65345faa5ef0
f1f8fff03ad0acb083725535636addb08d73dedb9832da198081e5deae84bfaf0409c22b
e4a8aea2b607ec96931e6f4d4fe563ba

$ keyctl pipe 440502848 > kmk.blob

저장된 BLOB에서 신뢰할 수 있는 키를 로드합니다.

$ keyctl add trusted kmk "load `cat kmk.blob`" @u
268728824

$ keyctl print 268728824
0101000000000000000001005d01b7e3f4a6be5709930f3b70a743cbb42e0cc95e18e915
3f60da455bbf1144ad12e4f92b452f966929f6105fd29ca28e4d4d5a031d068478bacb0b
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신뢰할 수 있는 키를 새로운 PCR 값으로 다시 봉인합니다.

$ keyctl update 268728824 "update pcrinfo=`cat pcr.blob`"
$ keyctl print 268728824
010100000000002c0002800093c35a09b70fff26e7a98ae786c641e678ec6ffb6b46d805
77c8a6377aed9d3219c6dfec4b23ffe3000001005d37d472ac8a44023fbb3d18583a4f73
d3a076c0858f6f1dcaa39ea0f119911ff03f5406df4f7f27f41da8d7194f45c9f4e00f2e
df449f266253aa3f52e55c53de147773e00f0f9aca86c64d94c95382265968c354c5eab4
9638c5ae99c89de1e0997242edfb0b501744e11ff9762dfd951cffd93227cc513384e7e6
e782c29435c7ec2edafaa2f4c1fe6e7a781b59549ff5296371b42133777dcc5b8b971610
94bc67ede19e43ddb9dc2baacad374a36feaf0314d700af0a65c164b7082401740e489c9
7ef6a24defe4846104209bf0c3eced7fa1a672ed5b125fc9d8cd88b476a658a4434644ef
df8ae9a178e9f83ba9f08d10fa47e4226b98b0702f06b3b8

신뢰할 수 있는 키의 첫 번째 소비자는 EVM으로, 부팅 시 파일 메타데이터의 HMAC 보호를 위해 고품질의 대칭 키가 필요합니다.신뢰할 수 있는 키를 사용하면 사용자 수준의 문제에 의해 EVM 키가 손상되지 않음을 확실하게 보증할 수 있습니다.또한 특정 부트 PCR 값에 따라 밀봉되어 있으면 부트 공격과 오프라인 공격으로부터 보호할 수 있습니다.위의 신뢰할 수 있는 키 "kmk"를 사용하여 암호화된 키 "evm"을 생성하고 저장합니다.

옵션 1: '형식' 생략

$ keyctl add encrypted evm "new trusted:kmk 32" @u
159771175

옵션 2: 'format'을 'default'로 명시적으로 정의

$ keyctl add encrypted evm "new default trusted:kmk 32" @u
159771175

$ keyctl print 159771175
default trusted:kmk 32 2375725ad57798846a9bbd240de8906f006e66c03af53b1b3
82dbbc55be2a44616e4959430436dc4f2a7a9659aa60bb4652aeb2120f149ed197c564e0
24717c64 5972dcb82ab2dde83376d82b2e3c09ffc

$ keyctl pipe 159771175 > evm.blob

저장된 BLOB에서 암호화된 키 "evm"을 로드합니다.

$ keyctl add encrypted evm "load `cat evm.blob`" @u
831684262

$ keyctl print 831684262
default trusted:kmk 32 2375725ad57798846a9bbd240de8906f006e66c03af53b1b3
82dbbc55be2a44616e4959430436dc4f2a7a9659aa60bb4652aeb2120f149ed197c564e0
24717c64 5972dcb82ab2dde83376d82b2e3c09ffc

디스크 및 파일 암호화와 같은 신뢰할 수 있는 키 및 암호화된 키에 대한 다른 용도가 예상됩니다.특히 암호화 키를 사용하여 eCryptfs 파일 시스템을 마운트하기 위해 새로운 형식 'ecryptfs'가 정의되었습니다.사용에 대한 자세한 내용은 'Documentation/security/keys-ecryptfs.txt' 파일을 참조하십시오.

라고 하면

HMAC 키 지정

이는 HMAC 키를 제공하는 것이 아니라 "사용할 HMAC 키를 가리키기"를 의미합니다.

TPM은 이 책에서 설명한 바와 같이 사실상 무제한의 HMAC 키를 사용할 수 있습니다.사용할 TPM을 지정해야 합니다.

언급URL : https://stackoverflow.com/questions/28862767/how-to-encrypt-bytes-using-the-tpm-trusted-platform-module