הגנה במערכות מתוכנתות

1. הגנה במערכות מתוכנתות תרגול 9 – חישוב אמין הערה: שקפים אלה אינם מהווים תחליף לחומר התרגולים המפורסם באתר הקורס, ומשמשים כעזר הוראה בלבד.

2. חישוב אמין • מהי פלטפורמה אמינה? • אמון טרנזיטיבי • סוגי תעודות בחישוב אמין • מדידות ודיווחי אמינות הגנה במערכות מתוכנתות - תרגול 9

3. מהו חישוב אמין? • טכנולוגיה שפותחה ע"י TCG • מטרה:לספק תשתית, שתאפשר לוודא כי המחשב מבצע את התכנות הייעודי שלו, תוך הקטנת הסיכוי לפעולות שאינן תואמות את תכנות זה • חישוב אמין ≠ חישוב בטוח • מתאר מפרטים (specifications), לא מימוש הגנה במערכות מתוכנתות - תרגול 9

4. פלטפורמת ה- PC • לוח האם ורכיבי החומרה המותקנים עליו (CPU, זיכרון, ממשקי חומרה כמו USB, IDE...) • ספק הכוח • כוננים • מארז המחשב • רכיבי תוכנה בסיסים (BIOS, Firmware, ...) על בסיס הפלטפורמה ניתן להריץ מ"ה ואפליקציות. הגנה במערכות מתוכנתות - תרגול 9

5. מהי פלטפורמה אמינה? • צריכה לספק לפחות שלוש יכולות בסיסיות: • יכולות מוגנות • מדידת שלמות • ביצוע מדידות ואחסונן • דיווח אמינות • עדות לערכים שנמדדו • הרעיון: פלטפורמה יכולה להגיע לכל מצב אמינות שהוא, אבל היא לא יכולה לשקר לגבי מצב האמינות שלה. הגנה במערכות מתוכנתות - תרגול 9

6. Non-Volatile Storage Platform Configuration Register (PCR) Attestation Identity Key (AIK) Program Code I/O Communications Random Number Generator SHA-1 Engine Key Generation RSA Engine Opt-In Exec Engine Trusted Platform Module (TPM) Tamper-Protected Packaging Trust Platform Module (TPM) הגנה במערכות מתוכנתות - תרגול 9

7. Atmel National Infineon The TPM: a reality חברות כמו Infineon, Atmel, National Semiconductor מציעות כיום רכיבים תואמים ל- TCG. Infineon SLB9635TT TPM Atmel AT97SC3203 Winbond WPCT200 SafeKeeper הגנה במערכות מתוכנתות - תרגול 9

8. שורש האמון למדידה • אוסף הרכיבים שחייבים לסמוך עליהם • לא ניתן לגלות התנהגותם לא תואמת שלהם • סומכים על אמינותם במצב ההתחלתי • ב-PC, כולל: • TPM • CRTM • חלקים מלוח האם • מקלדת TBB: Trusted Building Block הגנה במערכות מתוכנתות - תרגול 9

9. ביסוס אמון טרנסיטיבי "גבול האמון" CRTM CPU, TPM, TBB, … מדידה ותיעוד Post Bios OS Loader OS drivers, software,… הגנה במערכות מתוכנתות - תרגול 9

10. ביסוס אמון טרנסיטיבי "גבול האמון" CRTM CPU, TPM, TBB, … Post Bios מדידה ותיעוד OS Loader OS drivers, software,… הגנה במערכות מתוכנתות - תרגול 9

11. ביסוס אמון טרנסיטיבי "גבול האמון" CRTM CPU, TPM, TBB, … Post Bios OS Loader מדידה ותיעוד OS drivers, software,… הגנה במערכות מתוכנתות - תרגול 9

12. ביסוס אמון טרנסיטיבי "גבול האמון" CRTM CPU, TPM, TBB, … Post Bios OS Loader OS מדידה ותיעוד drivers, software,… הגנה במערכות מתוכנתות - תרגול 9

13. ביסוס אמון טרנסיטיבי "גבול האמון" CRTM CPU, TPM, TBB, … Post Bios OS Loader OS drivers, software,… הגנה במערכות מתוכנתות - תרגול 9

14. שאלות להמשך: • איך אפשר לבסס אמון התחלתי? • איך מאחסנים מדידות? • איך מדווחים ומוכיחים כלפי חוץ ערכים שנמדדו? • איך מעריכים את הערכים המדווחים? הגנה במערכות מתוכנתות - תרגול 9

15. תעודות • Endorsement Credential • מזהה את ה-TPM באופן יחיד • Conformance Credential • מבסס אמינות עבור TBB • Platform Credential • מתאר את תכונות הפלטפורמה • Validation Credential • מדדי ייחוס עבור ערכי מדידות • Attestation Identity Credential • אימות מפתחות המשמשים לחתימה על מדידות • Certificates • ביסוס PKI הגנה במערכות מתוכנתות - תרגול 9

16. Endorsement Credential • לכל TPM מוקצה מפתח פומבי-פרטי ייחודי • Endorsement Key – EK • מפתח רגיש! • מזהה את ה-TPM (ודרכו את הפלטפורמה) באופן יחיד • תעודת Endorsement כוללת: • פרטי ה-TPM (יצרן, דגם, גרסה) • המפתח הפומבי EK • התעודה מונפקת בד"כ ע"י ספק ה-TPM • מאפשרת לאמת את זהות ה-TPM הגנה במערכות מתוכנתות - תרגול 9

17. Conformance Credential • תעודה המאשרת את אמינותם של רכיבי שורש האמון • לדוגמה, עבור TPM, עשויה להכיל: • שם הגורם המעריך • שם יצרן הפלטפורמה • מספר דגם הפלטפורמה • גרסת הפלטפורמה (אם רלוונטית) • שם יצרן ה-TPM • מספר דגם ה-TPM • גרסת ה-TPM • לא מכילה מידע הרגיש מבחינת פרטיות הגנה במערכות מתוכנתות - תרגול 9

18. Platform Credential • תעודה המתארת את תכונות הפלטפורמה • מכילה: • שם יצרן הפלטפורמה • מספר דגם הפלטפורמה • גרסת הפלטפורמה (אם רלוונטית) • הצבעה לתעודת Endorsement • הצבעה לתעוד(ו)ת Conformance • מהווה הוכחה כי • הפלטפורמה מכילה TPM כמתואר ב-EC • הפלטפורמה מכילה את הרכיבים המתוארים ב-CC • רגישה מבחינת פרטיות (עקב הקישור ל-TPM ייחודי) הגנה במערכות מתוכנתות - תרגול 9

19. Validation Credential • הרעיון: • יצרן של מוצר מגדיר סדרת מדידות המוכיחות אמינות המוצר • היצרן מבצע את המדידות כאשר המוצר במצב תקין • מייצר תעודה חתומה המכילה את הערכים הצפויים • ניתן להשוות תוצאות של מדידות לערכים הצפויים • התעודה מכילה: • שם ה-Validation Entity • שם יצרן הרכיב • מספר דגם הרכיב • גרסת הרכיב • ערכ(י) מדידה הגנה במערכות מתוכנתות - תרגול 9

20. Attestation Identity Credential • מפתח EK רגיש מדי לצורך חתימה על דיווחים • במקום זה משתמשים במפתחות ייעודיים לחתימות • Attestation Identity Keys - AIK • נדרש סרטיפיקט שיעיד על "חוקיות" המפתחות • חתימה על הסרטיפיקט עם EK תסגיר את שיוך ה-AIK • נעשה שימוש ב-Privacy CA לחתימה על הסרטיפיקט • התעודה מכילה גם: • נתונים לגבי יצרן ה-TPM ודגם ה-TPM • יצרן הפלטפורמה ודגם הפלטפורמה • נתונים היכן ניתן לאתר Conformance Credentials מתאימים הגנה במערכות מתוכנתות - תרגול 9

21. סרטיפיקטים • כל התעודות הנ"ל דורשות חתימות ע"י גורמים שונים: • Validation Entity • Conformance Entity • Platform Entity • לצורך וידוא החתימות משתמשים במנגנון PKI הגנה במערכות מתוכנתות - תרגול 9

22. מדידות אמינות • מדידות מאוחסנות בשני מקומות: • SML – Stored Measurement Log • מאוחסן בזיכרון הראשי (מיקום חשוף), אך יש מקום רב • PCRs – Platform Configuration Registers • מיקום מוגן ב-TPM, מוגבל במקום • PCRs • מעודכנים באופן הדרגתי:PCR[n]←SHA-1(PCR[n] || measured data) • לכל רגיסטר יש יעוד הגנה במערכות מתוכנתות - תרגול 9

23. תהליך דיווח האמינות • גורם יוזם דורש לקבל ערכ(י) PCR מהפלטפורמה • מספק אתגר שנועד למנוע שידור חוזר • סוכן הרץ על הפלטפורמה אוסף ומעביר ליוזם: • נתונים רלוונטיים מה-SML • ערכי PCR מה-TPM, חתומים ע"י AIK ביחד עם האתגר • תעודות המעידות על אמינות הפלטפורמה • היוזם מאמת את הנתונים ומקבל החלטה: • משווה תמציות על נתוני ה-SML לעומת ערכי ה-PCR המדווחים • מוודא את חתימה ה-TPM על ערכי ה-PCR והאתגר • מוודא את אמינות ה-TPM והפלטרפורמה באמצעות AIC • בודק כי ערכי המדידות תואמים ל-Validation Credentials הגנה במערכות מתוכנתות - תרגול 9