что такое доверенный платформенный модуль

доверенный платформенный модуль (TPM) (TPM) на Windows 10 IoT Базовая

Что такое TPM?

Доверенный платформенный модуль (TPM) (TPM) — это криптографический сопроцессор, включая возможности создания случайных чисел, безопасного создания криптографических ключей и ограничения их использования. Он также включает в себя такие возможности, как удаленная аттестация и запечатанное хранилище. Техническая спецификация доверенного платформенного модуля — общедоступная, управляемая организация TCG (TCG). Последняя версия TPM 2,0 (выпущена 2014 октября) — это основная переработка спецификации, которая добавляет новые функции и устраняет недостатки прежней версии-TPM 1,2.

Зачем нужен TPM?

Компьютеры, включающие доверенный платформенный модуль, могут создавать криптографические ключи и шифровать их, чтобы их можно было расшифровать только с помощью доверенного платформенного модуля. Этот процесс, часто называемый «переносом » или «привязкой» ключа, может помочь защитить ключ от раскрытия. Каждый доверенный платформенный модуль имеет первичный ключ для переноса, называемый корневым ключом хранилища, который хранится в самом доверенном платформенном модуле. Частная часть ключа, созданного в доверенном платформенном модуле, никогда не предоставляется другим компонентам, программному обеспечению, процессу или человеку.

Компьютеры, включающие доверенный платформенный модуль, могут также создать ключ, который не только был упакован, но также привязан к определенным измерениям платформы. Этот тип ключа может быть развернут только в том случае, если эти измерения платформы имеют те же значения, что и при создании ключа. Этот процесс называется «запечатыванием» ключа для доверенного платформенного модуля. Расшифровка ключа называется «расзапечатыванием». TPM также может запечатывать и распечатывать данные, созданные за пределами доверенного платформенного модуля. Благодаря этому закрытому ключу и программному обеспечению, например шифрование диска BitLocker, можно блокировать данные до тех пор, пока не будут выполнены определенные условия оборудования или программного обеспечения.

При использовании доверенного платформенного модуля частные части пар ключей хранятся отдельно от памяти, контролируемой операционной системой. Ключи могут быть запечатаны в доверенный платформенный модуль, и определенные гарантии состояния системы (гарантии, определяющие надежность системы) можно выполнить до того, как ключи будут распечатаны и освобождены для использования. Поскольку TPM использует собственное внутреннее встроенное по и логические цепи для выполнения инструкций по обработке, он не зависит от операционной системы и не предоставляется уязвимостям, которые могут существовать в операционной системе или программном обеспечении приложения.

Архитектура TPM

Разница между TPM 1,2 и доверенным платформенным модулем 2,0.
Спецификация TPM была разработана дважды. В первый раз она разрабатывалась с версии 1.1 b до 1,2, включая новые возможности, запрошенные или идентифицируемые Комитетом по спецификациям. Эта форма развития функций эволюции, предоставилая окончательную спецификацию TPM 1,2 очень сложная. В конечном итоге, недостатки шифрования SHA-1 (который был самым надежным коммерческим алгоритмом в TPM 1,2) был раскрыт, что привело к необходимости изменения. Архитектура доверенного платформенного модуля была переработана с нуля, что привело к гораздо более интегрированному и унифицированному проектированию TPM 2,0.

Изменения и улучшения по сравнению с предыдущим доверенным платформенным модулем 1,2 включают:

Windows IoT Core поддерживает только TPM 2,0 и не поддерживает устаревшие модули TPM 1,2.

Что такое TBS?

Функция базовых служб TPM (TBS) — это системная служба, которая обеспечивает прозрачное совместное использование ресурсов доверенного платформенного модуля. Ресурсы доверенного платформенного модуля совместно используются несколькими приложениями на одном физическом компьютере с помощью удаленных вызовов процедур (RPC). Он централизует доступ к TPM между приложениями, используя приоритеты, заданные вызывающими приложениями.

TPM предоставляет криптографические функции, предназначенные для обеспечения доверия в платформе. Поскольку доверенный платформенный модуль реализован в аппаратном обеспечении, он имеет ограниченные ресурсы. TCG определяет программный стек TPM (ТСС), который использует эти ресурсы для предоставления доверенных операций для программного обеспечения приложения. Однако для запуска реализации Тсс параллельно с программным обеспечением операционной системы, которое также может использовать ресурсы доверенного платформенного модуля, не требуется выполнять собственную инициализацию. Функция TBS решает эту проблему, позволяя каждому стеку программного обеспечения, взаимодействующему с TBS, использовать ресурсы TPM для проверки любых других программных стеков, которые могут выполняться на компьютере.

решения TPM, доступные в Windows IoT Core

Несколько слов о программном TPM (Стпм), TPM встроенного по (Фтпм), дискретном TPM (Дтпм).

TPM встроенного по (Фтпм)

Для TPM (Фтпм) требуется специальная поддержка процессора или SoC, которая в настоящее время не реализована в Raspberry Pi 2 или 3. Для MinnowBoard Max требуется встроенное по версии 0,80 или более поздней. DragonBoard410c предоставляет возможности Фтпм, включенные по умолчанию.

Дискретный доверенный платформенный модуль (Дтпм)

Дискретный доверенный платформенный модуль (Дтпм) считается надежным решением важнейшим приоритетом для всех средств.
существует несколько производителей дтпмных микросхем и модулей пкб, которые поддерживаются в Windows IoT Core:

Изготовитель	Веб-страница	Тип модул	Микросхема TPM
инфинеон	Доверенный платформенный модуль Инфинеон	евалбоард	Инфинеон SLB9670 TPM 2,0
Pi3g	Pi3g.com	Масса & Евалбоард продукта	Инфинеон SLB9670 TPM 2,0

Программный доверенный платформенный модуль (Стпм)

Программный доверенный платформенный модуль (Стпм) также называется симулятором TPM. он не зависит от платформы, поддерживается в Windows IoT Core.

Стпм предназначен только для целей разработки и не предоставляет никаких реальных преимуществ безопасности.

Источник

Обзор технологии доверенного платформенного модуля

Применяется к

В этом разделе для ИТ-специалистов описывается доверенный платформенный модуль (TPM) и его использование операционной системой Windows для управления доступом и проверки подлинности.

Описание компонента

Технология доверенного платформенного модуля (TPM) предназначена для предоставления аппаратных функций, связанных с безопасностью. Микросхема TPM — это защищенный криптографический процессор, предназначенный для выполнения криптографических операций. Микросхема имеет несколько физических механизмов обеспечения безопасности, которые делают ее устойчивой к несанкционированному вмешательству, и вредоносное программное обеспечение не может взломать функции безопасности TPM. Некоторые из основных преимуществ использования технологии TPM:

создание, сохранение и ограничение использования криптографических ключей;

технологию TPM можно использовать для проверки подлинности устройства с помощью уникального RSA-ключа TPM, записанного в модуль;

обеспечение целостности платформы за счет хранения измерений безопасности.

Самые распространенные функции TPM используются для оценки целостности системы, а также для создания и применения ключей. Во время загрузки системы загружаемый загрузочный код (в том числе встроенное ПО и компоненты операционной системы) можно проверить и записать в модуль TPM. Оценку целостности можно использовать для проверки запуска системы и подтверждения того, что ключ на основе TPM использовался, только когда система была загружена с правильным программным обеспечением.

Ключи на основе TPM можно настраивать различными способами. Например, можно сделать ключ на основе TPM недоступным за пределами модуля. Это удобно для защиты от фишинга, так как в этом случае ключ не может быть скопирован и использован без TPM. Ключи на основе TPM также можно настроить для ввода значения авторизации. Если число неудачных попыток авторизации слишком велико, TPM активирует свою логику защиты от атак перебором по словарю и предотвращает дальнейшие попытки подбора.

Разные версии TPM определены в спецификации организации TCG. Дополнительные сведения см. на веб-сайте TCG.

Автоматическая инициализация TPM в Windows

Начиная с Windows 10 и Windows 11 операционная система автоматически инициализирует TPM и берет его под контроль. Это означает, что в большинстве случаев мы не рекомендуем настраивать TPM с помощью консоли управления TPM, TPM.msc. Существует несколько исключений, в основном связанных со сбросом или чистой установкой на компьютере. Дополнительные сведения см. в разделе Удаление всех ключей из TPM. Мы больше не разрабатываем активно консоль управления доверенного платформенного модуля, начиная с Windows Server 2019 и Windows 10 версии 1809.

В некоторых корпоративных сценариях в Windows 10 версии 1507 и 1511 можно использовать групповую политику для резервного копирования значения авторизации владельца TPM в Active Directory. Состояние TPM сохраняется для разных установок операционной системы, поэтому данные TPM хранятся в Active Directory отдельно от объектов-компьютеров.

Практическое применение

На компьютерах с TPM можно устанавливать и создавать сертификаты. После настройки компьютера закрытый ключ RSA для сертификата привязывается к TPM и не может быть экспортирован. TPM также можно использовать в качестве замены смарт-картам, что сокращает затраты, связанные с созданием и оплатой смарт-карт.

Автоматизированная подготовка в TPM снижает стоимость развертывания TPM на предприятии. Новые API для управления TPM могут определить, требуется ли для подготовки TPM физическое присутствие специалиста для подтверждения запросов на изменение состояния TPM во время загрузки.

Антивредоносное программное обеспечение может использовать измеренные показатели состояния запуска операционной системы для подтверждения целостности компьютера с Windows 10, Windows 11 или Windows Server 2016. При этом запускается Hyper-V, чтобы убедиться, что центры обработки данных, использующие виртуализацию, не запускают недоверенные низкоуровневые оболочки. Вместе с сетевой разблокировкой BitLocker ИТ-администраторы могут передавать обновление, при этом компьютер не будет ожидать ввода ПИН-кода.

В TPM есть ряд параметров групповой политики, которые могут быть полезны в некоторых корпоративных сценариях. Дополнительные сведения см. в разделе Параметры групповой политики TPM.

Новые и измененные функции

Дополнительные сведения о новых и измененных функциях доверенного платформенного модуля в Windows см. в разделе Что нового в доверенном платформенном модуле?

Аттестация работоспособности устройства

Аттестация работоспособности устройства позволяет предприятиям установить отношение доверия на основе аппаратных и программных компонентов управляемого устройства. С помощью аттестации работоспособности устройства можно настроить MDM-сервер для запроса службы подтверждения работоспособности, что позволит или запретит доступ к безопасному ресурсу со стороны управляемого устройства.

На устройстве можно проверить следующее.

Предотвращение выполнения данных поддерживается и включено?

Шифрование диска BitLocker поддерживается и включено?

Безопасная загрузка поддерживается и включена?

Windows 11, Windows 10, Windows Server 2016 и Windows Server 2019 поддерживают подтверждение работоспособности устройства с помощью доверенного платформенного модуля 2.0. Поддержка доверенного платформенного модуля 1.2 была добавлена, начиная с Windows версии 1607 (RS1). Доверенный платформенный модуль 2.0 требует встроенного ПО UEFI. Компьютер с устаревшими BIOS и доверенным платформенным модулем 2.0 будет работать не так, как ожидалось.

Источник

Рекомендации по доверенному платформенному модулю

Относится к:

В этом разделе данная статья содержит рекомендации по технологии Доверенный модуль платформы (TPM) для Windows.

Описание основных функций доверенного платформенного модуля см. в разделе Обзор технологии доверенного платформенного модуля.

Проектирование и реализация доверенного платформенного модуля

Традиционно TPMs являются дискретными чипами, припайными в материнскую доску компьютера. Некоторые реализации позволяют поставщикам оборудования оценивать и сертифицировать TPM отдельно от остальной системы. Дискретные реализации TPM являются распространенными. Однако они могут быть проблематичными для интегрированных устройств с небольшим или низким энергопотреблением. В некоторых более новых реализациях TPM функциональные возможности TPM интегрируются в тот же набор микросхем, который используют другие платформенные компоненты, обеспечивая при этом логическое разделение, аналогичное изолированным микросхемам TPM.

Модули TPM являются пассивными: они получают команды и возвращают ответы. Чтобы предоставить доступ ко всем преимуществам TPM, поставщик оборудования должен аккуратно интегрировать модуль TPM в системное оборудование и встроенное ПО. Это позволит модулю отправлять команды и получать ответы. Модули TPM изначально были разработаны для обеспечения безопасности и конфиденциальности владельца и пользователей платформы, однако более новые версии обеспечивают безопасность и конфиденциальность непосредственно самого системного оборудования. Однако перед использованием в расширенных сценариях модуль TPM необходимо подготовить к работе. Windows автоматически предусматривает TPM, но если пользователь планирует переустановить операционную систему, ему может потребоваться очистить TPM перед переустановки, чтобы Windows могли в полной мере использовать TPM.

Trusted Computing Group (TCG) — некоммерческая организация, которая публикует и поддерживает спецификации доверенного платформенного модуля. TCG существует для разработки, определения и продвижения нейтральных поставщиков глобальных отраслевых стандартов. Эти стандарты поддерживают корневую поддержку доверия на основе оборудования для взаимозаменяемых надежных вычислительных платформ. TCG также публикует спецификации TPM в виде международного стандарта ISO/IEC 11889 с использованием процесса предоставления общедоступной спецификации, которую определяет Совместный технический комитет 1, куда входят представители Международной организации стандартизации (ISO) и Международной электротехнической комиссии (IEC).

Поставщики оборудования внедряют модуль TPM в качестве компонента в доверенную вычислительную платформу например компьютер, планшет или телефон. Доверенные вычислительные платформы используют TPM, для обеспечения безопасности и конфиденциальности, достичь которых с использованием одного лишь программного обеспечения невозможно. Например, само по себе программное обеспечение не может достоверно сообщить о наличии вредоносного ПО при запуске системы. Тесная интеграция между TPM и платформой повышает прозрачность процесса загрузки и поддерживает оценку работоспособности устройства, позволяя надежно измерять и регистрировать программное обеспечение, которое запускает устройство. Реализация TPM в составе доверенной вычислительной платформы формирует аппаратное ядро доверия, что означает, что поведение оборудования является доверенным. Например, если ключ, хранящийся в TPM, имеет свойства, которые запрещают экспорт ключа, этот ключ не может покидать TPM.

Организация TCG разработала TPM в качестве недорогого массового решения безопасности, которое соответствует требованиям различных клиентских сегментов. Свойства безопасности различаются в зависимости от реализации TPM так же, как в зависимости от сектора различаются требования клиентов и регулирующих органов. Например, при государственных закупках некоторые правительства четко определяют требования к безопасности модулей TPM, а некоторые — нет.

Сравнение TPM версии 1.2 и 2.0

С точки зрения отраслевых стандартов, корпорация Майкрософт остается лидер ом по стандартизации и переходу на модули TPM 2.0, которые имеют ряд ключевых преимуществ в области алгоритмов, криптографии, иерархии, корневых ключей, авторизации и энергонезависимой оперативной памяти.

Преимущества TPM 2.0

Продукты и системы на основе TPM 2.0 имеют важные преимущества безопасности по сравнению TPM 1.2, в том числе:

Спецификации TPM 1.2 позволяют использовать только RSA и алгоритм хэширования SHA-1.

В целях безопасности некоторые организации перестают использовать SHA-1. В частности, Национальный институт стандартов и технологий США (NIST) потребовал от многих федеральных агентств перейти на использование SHA-256, начиная с 2014 года, а технологические лидер ы, включая Майкрософт и Google, объявили о прекращении с 2017 года поддержки подписывания и сертификатов на основе SHA-1.

TPM 2.0 обеспечивает большую криптографическую гибкость, так как позволяет более гибко работать с криптографическими алгоритмами.

TPM 2.0 поддерживает новые алгоритмы, что может повысить производительность подписи дисков и создания ключей. Полный список поддерживаемых алгоритмов см. в разделе Реестр алгоритмов TCG. Некоторые TPMs не поддерживают все алгоритмы.

Список доступных алгоритмов, которые Windows поддерживает в поставщике хранилища платформы шифрования, см. в разделе Поставщики алгоритмов шифрования CNG.

TPM 2.0 получил стандартизацию ISO (ISO/IEC 11889:2015).

Использование TPM 2.0 поможет исключить необходимость внесения изготовителями оборудования исключений в стандартные конфигурации для продажи устройств в некоторых странах и регионах.

TPM 2.0 предоставляет более согласованное взаимодействие при всем разнообразии внедрения.

Реализации TPM 1.2 различаются параметрами политики. Это может привести к проблемам с технической поддержкой в связи с различиями политик блокировки.

Политика блокировки TPM 2.0 настраивается Windows для гарантированной защиты от согласованных атак перебором по словарю.

TPM 2.0 не поддерживается в устаревших и CSM-режимах BIOS. Устройства с TPM 2.0 должны иметь режим BIOS, настроенный только как UEFI. Параметры модуля поддержки legacy и compatibility (CSM) должны быть отключены. Дополнительные функции безопасности Включить функцию безопасной загрузки.

Установленная операционная система на оборудовании в устаревшем режиме остановит загрузку ОС при смене режима BIOS на UEFI. Используйте средство MBR2GPT перед изменением режима BIOS, который подготовит ОС и диск для поддержки UEFI.

Дискретный, интегрированный или микропрограммный TPM?

Существует три варианта реализации TPM:

дискретная микросхема TPM как отдельный компонент в собственном полупроводниковом корпусе;

интегрированное решение TPM, использующее специальное оборудование, интегрированное в один или несколько полупроводниковых корпусов, но логически отделенное от других компонентов;

решение TPM на основе встроенного ПО, работающее в режиме доверенного выполнения вычислительного модуля общего назначения.

Windows использует любой совместимый модуль TPM одинаково. Корпорация Майкрософт не принимает позицию, по которой следует реализовать TPM, и существует широкая экосистема доступных решений TPM, которые должны удовлетворить все потребности.

Имеет ли модуль TPM какое-либо значение для потребителей?

Для конечных потребителей TPM находится за кулисами, но по-прежнему актуален. TPM используется для Windows Hello, Windows Hello для бизнеса и, в будущем, станет компонентом многих других ключевых функций обеспечения безопасности в Windows. TPM обеспечивает безопасность ПИН-кода, помогает шифровать пароли и строится на нашей общей Windows для обеспечения безопасности в качестве критического столба. Использование Windows на системе с доверенным платформенным модулем TPM обеспечивает более глубокий и широкий уровень обеспечения безопасности.

Соответствие требованиям TPM 2.0 для Windows

Windows для настольных выпусков (Home, Pro, Enterprise и Education)

IoT Базовая

Windows Server 2016

TPM и компоненты Windows

В следующей таблице указано, какие компоненты Windows нуждаются в поддержке доверенного платформенного модуля.

Состояние OEM касательно доступности систем TPM 2.0 и сертифицированных компонентов

Пользователи государственных учреждений и корпоративные клиенты в регулируемых отраслях могут руководствоваться стандартами покупки, которые требуют использования общих сертифицированных компонентов TPM. В результате изготовители оборудования, которые предоставляют устройства, могут столкнуться с необходимостью использования только сертифицированных компонентов TPM в системах коммерческого уровня. За дополнительными сведениями обратитесь к OEM или поставщику данного оборудования.

Источник

Основы доверенного платформенного модуля

Относится к:

В этой статье для ИТ-специалистов описаны компоненты модуля доверенных платформ (TPM 1.2 и TPM 2.0) и рассказывается, как они используются для смягчения атак словарей.

Модуль доверенных платформ (TPM) — это микрочип, предназначенный для предоставления базовых функций, связанных с безопасностью, в первую очередь с ключами шифрования. TPM устанавливается на материнскую доску компьютера и взаимодействует с остальной частью системы с помощью аппаратного автобуса.

Компьютеры, которые включают TPM, могут создавать криптографические ключи и шифровать их, чтобы их можно было расшифровать только с помощью TPM. Этот процесс, часто называемый упаковкой или привязкой ключа, может помочь защитить ключ от раскрытия. Каждый TPM имеет главный ключ упаковки, называемый корневым ключом хранилища, который хранится в самом TPM. Частная часть корневого ключа хранилища или ключа подтверждения, созданного в TPM, никогда не подвергается воздействию любого другого компонента, программного обеспечения, процесса или пользователя.

Можно указать, можно ли перенести ключи шифрования, созданные TPM. Если указать, что они могут быть перенесены, общедоступные и частные части ключа могут быть подвержены другим компонентам, программному обеспечению, процессам или пользователям. Если указать, что ключи шифрования невозможно перенести, частная часть ключа никогда не будет выставлена за пределами TPM.

Компьютеры, которые включают TPM, также могут создавать ключ, который завернут и привязан к определенным измерениям платформы. Этот тип ключа можно разверять только тогда, когда эти измерения платформы имеют те же значения, что и при создания ключа. Этот процесс называется «запечатывая ключ к TPM». Расшифровка ключа называется unsealing. TPM также может запечатать и размыть данные, которые создаются за пределами TPM. С помощью этого закрытого ключа и программного обеспечения, например шифрования диска BitLocker, можно заблокировать данные до тех пор, пока не будут выполнены определенные условия оборудования или программного обеспечения.

С помощью TPM частные части ключевых пар хранятся отдельно от памяти, контролируемой операционной системой. Ключи могут быть запечатаны в TPM, а некоторые гарантии состояния системы (гарантии, определяя надежность системы) могут быть сделаны до того, как ключи будут отмыты и выпущены для использования. TPM использует собственные внутренние схемы прошивки и логики для обработки инструкций. Таким образом, она не зависит от операционной системы и не подвержена уязвимостям, которые могут существовать в операционной системе или программном обеспечении приложений.

Сведения о том, какие версии Windows поддерживают версии TPM, см. в обзоре технологии Trusted Platform Module. Функции, доступные в версиях, определяются в спецификациях группой надежных вычислений (TCG). Дополнительные сведения см. на странице Доверенный модуль платформы на веб-сайте Группы доверенных вычислений: Модуль доверенных платформ.

В следующих разделах представлен обзор технологий, поддерживаюных TPM:

В следующем разделе описаны службы TPM, которые можно управлять централизованно с помощью параметров групповой политики: TPM Group Policy Параметры.

Измеренная загрузка с поддержкой для проверки

Функция Measured Boot предоставляет программное обеспечение для антивирусных программ с доверенным журналом (устойчивым к подмене и фальсификации) всех компонентов загрузки. Программное обеспечение antimalware может использовать журнал, чтобы определить, являются ли компоненты, которые использовались до этого, надежными и зараженными вредоносными программами. Он также может отправлять журналы измеренной загрузки на удаленный сервер для оценки. Удаленный сервер может при необходимости начать действия по исправлению, взаимодействуя с программным обеспечением на клиенте или с помощью вне диапазона механизмов.

Виртуальная смарт-карта на основе TPM

Виртуальная смарт-карта эмулирует функциональность традиционных смарт-карт. Виртуальные смарт-карты используют чип TPM, доступный на компьютерах организации, а не отдельную физическую смарт-карту и читатель. Это значительно снижает затраты на управление и развертывание смарт-карт на предприятии. Для конечных пользователей виртуальная смарт-карта всегда доступна на компьютере. Если пользователю необходимо использовать несколько компьютеров, для каждого компьютера пользователю должна быть выдана виртуальная смарт-карта. Компьютер, который является общим для нескольких пользователей, может принимать несколько виртуальных смарт-карт, по одному для каждого пользователя.

Хранилище сертификатов на основе TPM

TPM защищает сертификаты и ключи RSA. Поставщик ключей TPM (KSP) обеспечивает простое и удобное использование TPM как способ жесткой защиты частных ключей. TPM KSP создает ключи при регистрации организации на сертификаты. KSP управляется шаблонами в пользовательском интерфейсе. TPM также защищает сертификаты, импортируемые из внешнего источника. Сертификаты на основе TPM являются стандартными сертификатами. Сертификат никогда не может оставить TPM, из которого создаются ключи. Теперь TPM можно использовать для крипто-операций с помощью API криптографии: Следующее поколение (CNG). Дополнительные сведения см. в API криптографии.

Комлеты TPM

Вы можете управлять TPM с помощью Windows PowerShell. Подробные сведения см. в материале TPM Cmdlets in Windows PowerShell.

Интерфейс физического присутствия

Для TPM 1.2 спецификации TCG для TPMs требуют физического присутствия (обычно при нажатии клавиши) для включаемой TPM, ее отключения или очистки. Эти действия обычно не могут быть автоматизированы с помощью скриптов или других средств автоматизации, если только отдельный OEM не поставляет их.

Состояния tPM 1.2 и инициализация

TPM 1.2 имеет несколько возможных штатов. Windows автоматически инициализирует TPM, что приводит его в состояние включено, активировано и принадлежит.

Клавиши одобрения

Надежное приложение может использовать TPM только в том случае, если TPM содержит ключ подтверждения, который является ключевой парой RSA. Частная половина пары ключей находится внутри TPM и никогда не раскрывается и не доступна за пределами TPM.

Заверение ключа

Аттестация ключа TPM позволяет органу сертификации проверять, что частный ключ защищен TPM и что TPM является тем, который доверяет органу сертификации. Проверенные ключи подтверждения используются для привязки удостоверения пользователя к устройству. Сертификат пользователя с заверенным ключом TPM обеспечивает более высокую гарантию безопасности, которая обеспечивается неэкспортируемостью, антиударом и изолированностью ключей, предоставляемых TPM.

Anti-hammering

Когда TPM обрабатывает команду, она делает это в защищенной среде, например, выделенном микроконтроллере на дискретном чипе или в специальном аппаратном режиме на основном процессоре. TPM используется для создания криптографического ключа, который не раскрывается за пределами TPM. Он используется в TPM после получения правильного значения авторизации.

TPMs имеют защиту от молотка, которая предназначена для предотвращения атак грубой силы или более сложных атак словаря, которые пытаются определить значения авторизации для использования ключа. Основной подход заключается в том, чтобы TPM разрешала только ограниченное число сбоев авторизации, прежде чем она предотвратит дополнительные попытки использования ключей и замков. Предоставление подсчета отказов для отдельных ключей не является технически практическим, поэтому TPMs имеют глобальную блокировку, когда возникает слишком много сбоев авторизации.

Так как многие сущности могут использовать TPM, один успех авторизации не может сбросить защиту от молотка TPM. Это предотвращает создание злоумышленником ключа с известным значением авторизации, а затем его использование для сброса защиты TPM. TPMs предназначены для того, чтобы забыть о сбоях авторизации через некоторое время, чтобы TPM не вводит состояние блокировки без необходимости. Пароль владельца TPM можно использовать для сброса логики блокировки TPM.

TPM 2.0 для борьбы с молотком

TPM 2.0 имеет четко определенное поведение для борьбы с молотком. Это в отличие от TPM 1.2, для которого защита от молотка была реализована производителем, и логика сильно различалась по всей отрасли.

Для систем с TPM 2.0 TPM настраивается Windows для блокировки после 32 сбоев авторизации и для того, чтобы каждые два часа забыть об одном сбое авторизации. Это означает, что пользователь может быстро попытаться использовать ключ с неправильным значением авторизации 32 раза. Для каждой из 32 попыток TPM записи, если значение авторизации было правильным или нет. Это непреднамеренно вызывает ввод TPM заблокированного состояния после 32 неудачных попыток.

Попытки использовать ключ со значением авторизации в течение следующих двух часов не возвращают успеха или сбоя; вместо ответа указывается, что TPM заблокирован. После двух часов один сбой авторизации забыт, а число сбоев авторизации, запоминаемого TPM, снижается до 31, поэтому TPM покидает заблокированный режим и возвращается к нормальной работе. При правильном значении авторизации ключи можно использовать в обычном режиме, если в течение следующих двух часов не произойдет сбоев авторизации. Если в течение 64 часов не было сбоев авторизации, TPM не запоминает сбоев авторизации, и 32 неудачных попытки могут повториться.

Windows 8 Для сертификации не требуется, чтобы системы TPM 2.0 забыли о сбоях авторизации при полной отключении системы или при сбое работы системы. Windows требуется, чтобы сбои авторизации забывались, когда система работает нормально, в режиме сна или в состояниях с низкой мощностью, кроме отключения. Если система Windows TPM 2.0 заблокирована, TPM оставляет режим блокировки, если система остается на два часа.

Защита от молотка для TPM 2.0 может быть немедленно сброшена, отправив команду блокировки сброса в TPM и предоставив пароль владельца TPM. По умолчанию Windows автоматически содержит TPM 2.0 и сохраняет пароль владельца TPM для использования системным администратором.

В некоторых корпоративных ситуациях значение авторизации владельца TPM настраивается на централизованное хранение в Active Directory и не хранится в локальной системе. Администратор может запустить MMC TPM и сбросить время блокировки TPM. Если пароль владельца TPM хранится локально, он используется для сброса времени блокировки. Если пароль владельца TPM не доступен в локальной системе, администратор должен предоставить его. Если администратор пытается сбросить состояние блокировки TPM с неправильным паролем владельца TPM, TPM не разрешает еще одну попытку сбросить состояние блокировки в течение 24 часов.

TPM 2.0 позволяет создавать некоторые ключи без значения авторизации, связанного с ними. Эти ключи можно использовать при блокировке TPM. Например, BitLocker с конфигурацией только для TPM по умолчанию может использовать ключ в TPM для запуска Windows даже при блокировке TPM.

Обоснование по умолчанию

Изначально BitLocker разрешает пин-код от 4 до 20 символов. Windows Hello имеет собственный ПИН-код для logon, который может быть от 4 до 127 символов. И BitLocker, и Windows Hello используют TPM для предотвращения атак грубой силы ПИН-кода.

TPM можно настроить для использования параметров предотвращения атак Dictionary (пороговое значение блокировки и продолжительность блокировки) для управления количеством попыток неудачных авторизации до блокировки TPM и времени, необходимого для того, чтобы сделать еще одну попытку.

Параметры предотвращения атак Dictionary предоставляют способ сбалансировать потребности в безопасности с возможностью использования. Например, когда BitLocker используется с конфигурацией TPM + PIN, со временем количество пин-кодов ограничено. TPM 2.0 в этом примере можно настроить, чтобы разрешить сразу 32 пин-кода, а затем только одно предположение каждые два часа. Это максимум 4415 догадки в год. Если ПИН-код составляет 4 цифры, все возможные комбинации ПИН-кода 9999 можно будет использовать в течение чуть более двух лет.

Для увеличения длины ПИН-кода злоумышленнику требуется большее количество догадок. В этом случае продолжительность блокировки между каждой догадкой может быть сокращена, чтобы законные пользователи могли повторить неудачную попытку раньше, сохраняя при этом аналогичный уровень защиты.

Начиная с Windows 10 версии 1703 минимальная длина ПИН-кода BitLocker была увеличена до 6 символов, чтобы лучше увязываться с другими функциями Windows, которые используют TPM 2.0, включая Windows Hello. Чтобы помочь организациям с переходом в Windows 10 версии 1703 с установленным накопительным обновлением в октябре 2017 г., Windows 10 версии 1709 и выше, а также Windows 11, длина ПИН-кода BitLocker по умолчанию составляет 6 символов, но ее можно уменьшить до 4 символов. Если минимальная длина ПИН-кода будет уменьшена с шести символов по умолчанию, период блокировки TPM 2.0 будет продлен.

Смарт-карты на основе TPM

Интеллектуальная Windows на основе TPM, которая является виртуальной смарт-картой, может быть настроена, чтобы разрешить вход в систему. В отличие от физических смарт-карт, процесс регистрации использует ключ на основе TPM со значением авторизации. В следующем списке показаны преимущества виртуальных смарт-карт:

Физические смарт-карты могут применять блокировку только для пин-кода физической смарт-карты, и они могут сбросить блокировку после правильного пин-кода. С помощью виртуальной смарт-карты защита от молотка TPM не сбрасывается после успешной проверки подлинности. Допустимые количества сбоев авторизации перед блокировкой TPM включают в себя множество факторов.

Производители оборудования и разработчики программного обеспечения могут использовать функции безопасности TPM для удовлетворения их требований.

Целью выбора 32 сбоев в качестве порога блокировки является то, что пользователи редко блокирует TPM (даже при обучении вводить новые пароли или при частой блокировке и разблокировать компьютеры). Если пользователи заблокировать TPM, они должны подождать два часа или использовать другие учетные данные для входа, например имя пользователя и пароль.

Источник