專利名稱：一種可信硬件設(shè)備及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信息安全領(lǐng)域，尤其涉及一種可信硬件設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，發(fā)生信息安全事故的技術(shù)原因主要是現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)軟、硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，從而 導(dǎo)致資源非法使用。為了解決信息安全隱患，可信計(jì)算需要從提高終端自身防護(hù)能力著手， 從源頭解決信息安全問題。例如硬件設(shè)備(特別是SOC芯片)，是整個(gè)計(jì)算系統(tǒng)的基礎(chǔ)。 其他的系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件甚至信息安全系統(tǒng)都建立在芯片之上，如果硬件不安全的話，我 們的所有努力都會(huì)付之東流。國(guó)外的硬件設(shè)備、芯片，我們不可能研究得非常清楚，更無(wú)法 了解其安全狀況。由于國(guó)內(nèi)的芯片設(shè)計(jì)與生產(chǎn)工具幾乎完全被國(guó)外產(chǎn)品壟斷，我們能保證 硬件設(shè)計(jì)方案的安全性，但無(wú)法保證設(shè)計(jì)與生產(chǎn)流程的安全。表面上很平常的一件硬件設(shè) 備，很有可能就包含著邏輯炸彈、嗅探器，不知道它在收集什么信息也不知道它什么時(shí)候會(huì) 爆發(fā)。所以長(zhǎng)期使用外國(guó)的硬件、芯片或者設(shè)計(jì)與生產(chǎn)平臺(tái)，會(huì)使我們?cè)诎踩矫嫣幱诒粍?dòng) 局面。因此研究開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的可信硬件設(shè)備有助于實(shí)現(xiàn)計(jì)算環(huán)境的自主可控。本發(fā)明中提供一種可信硬件設(shè)備具體實(shí)施方法，配合可信計(jì)算平臺(tái)的可信平臺(tái)控 制模塊共同使用，以達(dá)到硬件設(shè)備可信受控的目的?？尚牌脚_(tái)控制模塊及其控制方法也屬 于本發(fā)明的發(fā)明人共同設(shè)計(jì)，用于提供對(duì)可信硬件設(shè)備和可信計(jì)算平臺(tái)的控制功能，是控 制操作的實(shí)施者，也是可信計(jì)算平臺(tái)上的可信根基，保障可信計(jì)算平臺(tái)信任鏈的源頭可信， 為平臺(tái)的可信性提供判斷依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
1、所述可信硬件設(shè)備，由改造之前的用于表征硬件設(shè)備功能的基本硬件功能電路 構(gòu)成，其特征在于硬件組成單元進(jìn)一步包括電路工作狀態(tài)檢查點(diǎn)、可信模塊、策略存儲(chǔ)單 元、配置存儲(chǔ)單元、固件存儲(chǔ)單元、保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、平臺(tái)總線接口、外部總線接口、總線 控制器、恢復(fù)默認(rèn)值按鈕和更新按鈕；電路工作狀態(tài)檢查點(diǎn)，嵌入到基本硬件功能電路，通過信號(hào)線連接到可信模塊，檢 查基本硬件功能電路的關(guān)鍵模塊的輸入輸出信號(hào)；可信硬件設(shè)備的總線控制器，至少包括4個(gè)端口，分別是第一端口、第二端口、第 三端口和第四端口，第一端口連接平臺(tái)總線接口，第二端口通過連接到外部總線接口，第三 端口通過連接到可信模塊，第四端口通過連接到基本硬件功能電路、固件存儲(chǔ)單元、配置存 儲(chǔ)單元、策略存儲(chǔ)單元和保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；可信模塊，分別連接電路工作狀態(tài)檢查點(diǎn)、恢復(fù)默認(rèn)值按鈕、更新按鈕和總線控制 器的第三端口；可信計(jì)算平臺(tái)，包括但不局限于，可信個(gè)人計(jì)算機(jī)、可信服務(wù)器、可信終端、可信嵌 入式設(shè)備、可信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；恢復(fù)默認(rèn)值按鈕和更新按鈕，連接到可信硬件設(shè)備內(nèi)部的可信模塊；
總線控制器通過第一端口，連接到平臺(tái)總線接口，然后連接到可信硬件設(shè)備之外 的可信計(jì)算平臺(tái)； 總線控制器通過第二端口，連接到外部總線接口，然后連接到硬件設(shè)備；總線控制器通過第四端口，連接到策略存儲(chǔ)單元、配置存儲(chǔ)單元、固件存儲(chǔ)單元、 保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和基本硬件功能電路；由總線控制器第四端口所連接的策略存儲(chǔ)單元、配置存儲(chǔ)單元、固件存儲(chǔ)單元、保 密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和基本硬件功能電路，之間相互連接；可信模塊通過總線控制器的第三端口，從總線控制器內(nèi)部連接到第四端口，再連 接到策略存儲(chǔ)單元、配置存儲(chǔ)單元、固件存儲(chǔ)單元、保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和基本硬件功能電 路；可信模塊通過總線控制器的第三端口，從總線控制器內(nèi)連接到第一端口，再連接 到平臺(tái)總線接口，最終連接到可信計(jì)算平臺(tái)；可信模塊通過第三端口，向總線控制器發(fā)送控制信號(hào)，控制第一端口與第四端口 之間的連通和斷開、控制第二端口與第四端口之間的連通和斷開、控制第二端口與第三端 口之間的連通和斷開，第一端口與第三端口之間始終連通；總線控制器過濾來(lái)自可信硬件設(shè)備之外的，針對(duì)策略存儲(chǔ)單元、配置存儲(chǔ)單元、固 件存儲(chǔ)單元、保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的讀寫操作；可信硬件設(shè)備的可信模塊包括以下硬件單元執(zhí)行引擎用于執(zhí)行固件，實(shí)現(xiàn)對(duì)可信模塊內(nèi)部的各個(gè)硬件單元的操作；密碼算法引擎是加解密功能的硬件單元，用于建立可信硬件設(shè)備和可信計(jì)算平 臺(tái)之間的加密通道，產(chǎn)生的密鑰存儲(chǔ)在可信模塊的非易失性存儲(chǔ)單元和可信硬件設(shè)備的保 密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中；接口 用于連接恢復(fù)默認(rèn)值按鈕、更新按鈕、總線控制器的第三端口、電路功能狀 態(tài)檢查點(diǎn)、策略存儲(chǔ)單元、配置存儲(chǔ)單元、固件存儲(chǔ)單元和保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；非易失性存儲(chǔ)單元用于可信模塊存儲(chǔ)會(huì)話密鑰、可信硬件設(shè)備的證書和完整性 度量結(jié)果，具有掉電不丟失的特性；易失性存儲(chǔ)單元用于為可信模塊的執(zhí)行引擎，提供存儲(chǔ)運(yùn)算數(shù)據(jù)的臨時(shí)性存儲(chǔ) 單元；2、所述可信硬件設(shè)備的使用方法，其特征在于，由可信硬件設(shè)備的可信模塊控制 可信硬件設(shè)備實(shí)現(xiàn)以下使用方法可信硬件設(shè)備的初始化與自檢；可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬 件設(shè)備的身份檢查；可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的完整性檢查；工作狀態(tài)的檢查和可信 計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的更新操作；詳細(xì)使用方法如下可信計(jì)算平臺(tái)通常是指可信計(jì)算機(jī)的主機(jī)系統(tǒng)，包括主板、處理器、設(shè)備控制器、 存儲(chǔ)設(shè)備或輸入輸出設(shè)備。當(dāng)可信硬件設(shè)備連接到可信計(jì)算平臺(tái)時(shí)，以及每次可信計(jì)算平臺(tái)上電啟動(dòng)時(shí)，所 有連接在可信計(jì)算平臺(tái)的可信硬件設(shè)備，首先進(jìn)行初始化和自檢操作，然后等待可信計(jì)算 平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備進(jìn)行身份檢查；通過身份檢查后，可信硬件設(shè)備才能在可信計(jì)算平臺(tái) 上正常使用，禁止訪問者對(duì)沒有通過身份檢查的可信硬件設(shè)備進(jìn)行訪問；可信計(jì)算平臺(tái)根據(jù)輸入輸出系統(tǒng)、訪問者、操作系統(tǒng)或者應(yīng)用程序的請(qǐng)求，對(duì)可信硬件設(shè)備進(jìn)行完整性檢查、工作狀態(tài)檢查和更新操作；可信計(jì)算平臺(tái)與可信硬件設(shè)備之間進(jìn)行通信時(shí)，需要約定擇通信方式。沒有特殊 說明時(shí)，可信計(jì)算平臺(tái)與可信硬件設(shè)備之間選擇原始數(shù)據(jù)的通信方式。具體的通信方式包 括原始數(shù)據(jù)的通信方式、公開協(xié)議的通信方式、私有協(xié)議的通信方式、數(shù)字簽名的通信方 式、加密的通信方式和數(shù)字簽名且加密的通信方式。通信方式說明如下1)原始數(shù)據(jù)的通信方式，適用于可信計(jì)算平臺(tái)與可信硬件設(shè)備之間數(shù)據(jù)與信號(hào)的 傳輸過程中，不做特殊要求的情況；本通信方式用于初始化與自檢命令、工作狀態(tài)檢查和完 整性檢查命令、請(qǐng)求信號(hào)、確認(rèn)信號(hào)、錯(cuò)誤信號(hào)、執(zhí)行結(jié)果或返回?cái)?shù)據(jù)的傳輸；方法通信雙方均通過信號(hào)線傳輸原始數(shù)據(jù)。2)公開協(xié)議的數(shù)據(jù)通信，適用于可信計(jì)算平臺(tái)與可信硬件設(shè)備之間數(shù)據(jù)與信號(hào)的 傳輸過程中，需要保證數(shù)據(jù)和信號(hào)的傳輸格式標(biāo)準(zhǔn)化的情況。本通信方式用于初始化與自 檢命令、工作狀態(tài)和完整性檢查命令、請(qǐng)求信號(hào)、確認(rèn)信號(hào)、錯(cuò)誤信號(hào)、執(zhí)行結(jié)果或返回?cái)?shù)據(jù) 的傳輸；方法通信雙方均按照約定的公開協(xié)議所要求的數(shù)據(jù)傳輸格式，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。3)私有協(xié)議的數(shù)據(jù)通信，適用于可信計(jì)算平臺(tái)與可信硬件設(shè)備之間數(shù)據(jù)與信號(hào)的 傳輸過程中，需要保證數(shù)據(jù)和信號(hào)的傳輸過程標(biāo)準(zhǔn)化，但標(biāo)準(zhǔn)不公開的情況。本通信方式用 于初始化與自檢命令、工作狀態(tài)檢查和完整性檢查命令、請(qǐng)求信號(hào)、確認(rèn)信號(hào)、錯(cuò)誤信號(hào)、執(zhí) 行結(jié)果或者返回?cái)?shù)據(jù)的傳輸；方法通信雙方均按照雙方自定義的非公開協(xié)議所要求的數(shù)據(jù)傳輸格式，進(jìn)行數(shù) 據(jù)傳輸。4)數(shù)字簽名的數(shù)據(jù)通信，適用于可信計(jì)算平臺(tái)與可信硬件設(shè)備之間數(shù)據(jù)與信號(hào)的 傳輸過程中，需要保證數(shù)據(jù)與信號(hào)的完整性和發(fā)送方身份合法性的情況。本通信方式用于 發(fā)送固件代碼、工作模式配置信息、控制策略配置信息、固件代碼切換信號(hào)、工作模式切換 信號(hào)、控制策略切換信號(hào)或者會(huì)話密鑰切換信號(hào)，用于可信計(jì)算平臺(tái)與可信硬件設(shè)備之間， 以及在可信計(jì)算平臺(tái)與連接在可信硬件設(shè)備的外部總線接口的硬件設(shè)備之間，發(fā)送需要數(shù) 字簽名保護(hù)的數(shù)據(jù)與信號(hào)。方法通信雙方的數(shù)字簽名通信方式流程如下a、發(fā)送方使用約定的完整性度量算法對(duì)傳輸數(shù)據(jù)和信號(hào)進(jìn)行完整性度量，計(jì)算出 完整性度量值，然后發(fā)送方利用約定的會(huì)話密鑰和密碼算法對(duì)完整性度量值進(jìn)行加密，得 到數(shù)字簽名信息。b、發(fā)送方將數(shù)字簽名信息、需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和信號(hào)，發(fā)送給接收方。C、接收方使用約定的完整性度量算法對(duì)收到的傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和信號(hào)進(jìn)行完整性度 量，計(jì)算出完整性度量值，然后利用約定的會(huì)話密鑰和密碼算法對(duì)收到的數(shù)字簽名信息進(jìn) 行解密，并將接收方計(jì)算出的完整性度量值與解密得到的完整性度量值與進(jìn)行比較。d、如果接收方計(jì)算出的完整性度量值和解密得到的完整性度量值一致，則認(rèn)定接 收到的數(shù)據(jù)和信號(hào)是真實(shí)的、完整的和有效的，并且數(shù)據(jù)和信號(hào)是來(lái)自于合法的發(fā)送方。5)加密的通信方式，適用于可信計(jì)算平臺(tái)與可信硬件設(shè)備之間數(shù)據(jù)與信號(hào)的傳輸 過程中，需要保證數(shù)據(jù)與信號(hào)的機(jī)密性的情況。本通信方式用于可信硬件設(shè)備向可信計(jì)算平臺(tái)返回工作狀態(tài)檢查結(jié)果和完整性檢查結(jié)果，用于可信計(jì)算平臺(tái)向可信硬件設(shè)備發(fā)送固 件代碼、保密數(shù)據(jù)、工作模式配置信息、控制策略配置信息、會(huì)話密鑰和可信硬件設(shè)備的證 書，用于可信計(jì)算平臺(tái)與可信硬件設(shè)備之間，以及在可信計(jì)算平臺(tái)與連接在可信硬件設(shè)備 的外部總線接口的硬件設(shè)備之間，發(fā)送需要加密保護(hù)的數(shù)據(jù)與信號(hào)。方法通信雙方的加密的通信方式流程如下a、發(fā)送方使用約定的會(huì)話密鑰和密碼算法，對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)與信號(hào)進(jìn)行加密，然后 發(fā)送方將加密后的數(shù)據(jù)與信號(hào)發(fā)送給接收方。b、接收方使用約定的會(huì)話密鑰和密碼算法對(duì)收到的加密數(shù)據(jù)與信號(hào)進(jìn)行解密。C、接收方解密出來(lái)的數(shù)據(jù)與信號(hào)，即為發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據(jù)與信號(hào)。6)數(shù)字簽名且加密的通信方式，適用于在可信計(jì)算平臺(tái)與可信硬件設(shè)備之間數(shù)據(jù) 與信號(hào)的傳輸過程中，需要保證數(shù)據(jù)與信號(hào)的完整性、機(jī)密性和發(fā)送方身份合法性的情況。 本通信方式用于可信硬件設(shè)備向可信計(jì)算平臺(tái)返回工作狀態(tài)檢查結(jié)果和完整性檢查結(jié)果， 用于可信計(jì)算平臺(tái)向可信硬件設(shè)備發(fā)送固件代碼、保密數(shù)據(jù)、工作模式配置信息、控制策略 配置信息、會(huì)話密鑰和可信硬件設(shè)備的證書，用于可信計(jì)算平臺(tái)與可信硬件設(shè)備之間，以及 可信計(jì)算平臺(tái)與連接在可信硬件設(shè)備的外部總線接口的硬件設(shè)備之間，發(fā)送需要數(shù)字簽名 保護(hù)和加密保護(hù)的數(shù)據(jù)與信號(hào)。方法通信雙方的數(shù)字簽名且加密的通信方式流程如下a、發(fā)送方使用約定的完整性度量算法對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)與信號(hào)進(jìn)行完整性度量，計(jì)算 出完整性度量值，然后發(fā)送方利用約定的會(huì)話密鑰和密碼算法對(duì)完整性度量值進(jìn)行加密， 得到數(shù)字簽名信息。b、發(fā)送方使用約定的會(huì)話密鑰和密碼算法對(duì)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)與信號(hào)進(jìn)行加密。
c、發(fā)送方將數(shù)字簽名信息和加密后的數(shù)據(jù)與信號(hào)，發(fā)送給接收方。d、接收方使用約定的會(huì)話密鑰和約定的密碼算法對(duì)接收到的加密數(shù)據(jù)與信號(hào)進(jìn) 行解密，并利用約定的完整性度量算法對(duì)解密出的數(shù)據(jù)和信號(hào)進(jìn)行完整性度量，計(jì)算出完 整性度量值。e、接收方使用約定的會(huì)話密鑰和密碼算法對(duì)收到的數(shù)字簽名信息進(jìn)行解密，并將 解密的完整性度量值與d步驟中計(jì)算出的完整性度量值進(jìn)行比較。f、如果接收方計(jì)算出的完整性度量值和解密得到的完整性度量值一致，則認(rèn)定接 收到的數(shù)據(jù)和信號(hào)是真實(shí)的、完整的和有效的，并且數(shù)據(jù)和信號(hào)是來(lái)自于合法的發(fā)送方?？尚庞?jì)算平臺(tái)的訪問者包括可信計(jì)算平臺(tái)的管理員和用戶；可信硬件設(shè)備的控制策略包括通過設(shè)置可信硬件設(shè)備的總線控制器的帶寬，達(dá) 到控制通過可信硬件設(shè)備的平臺(tái)總線接口和外部總線接口的數(shù)據(jù)流量；斷開或者連通可信 硬件設(shè)備的總線控制器的第二端口與第三端口之間的電路、第二端口與第四端口之間的電 路；以及對(duì)流經(jīng)可信硬件設(shè)備的總線控制器的數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾。可信硬件設(shè)備通常通過較短的數(shù)據(jù)線連接到可信計(jì)算平臺(tái)，兩者之間通常情況下 不會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸故障，即不會(huì)出現(xiàn)傳輸中斷、傳輸數(shù)據(jù)無(wú)法接收等情況。因此正常情況下 可以不考慮兩者之間傳輸數(shù)據(jù)丟失，或者無(wú)法接收的情況。數(shù)據(jù)傳輸丟失或者無(wú)法接收數(shù) 據(jù)，不屬于可信硬件設(shè)備的正常工作狀態(tài)。A、可信硬件設(shè)備的初始化與自檢
A. 1可信硬件設(shè)備上電時(shí)，可信模塊先上電，并立即進(jìn)行初始化，然后可信模塊對(duì) 可信硬件設(shè)備進(jìn)行完整性檢查，完整性檢查內(nèi)容包括固件存儲(chǔ)單元中的初始化默認(rèn)的固 件代碼、策略存儲(chǔ)單元中的初始化默認(rèn)的控制策略配置信息、配置存儲(chǔ)單元中的初始化默 認(rèn)的工作模式配置信息和保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中的可信硬件設(shè)備的證書與初始化默認(rèn)的會(huì) 話密鑰，并將完整性度量結(jié)果存儲(chǔ)在可信模塊的非易失性存儲(chǔ)單元；A. 2可信硬件設(shè)備的固件代碼、初始化默認(rèn)的控制策略配置信息、初始化默認(rèn)的工 作模式配置信息、可信硬件設(shè)備的證書和初始化默認(rèn)的會(huì)話密鑰的完整性檢查結(jié)束后，可 信模塊讀取策略存儲(chǔ)單元中的初始化默認(rèn)的控制策略配置信息，配置總線控制器，對(duì)可信 硬件設(shè)備的輸入輸出操作進(jìn)行訪問控制，并檢查總線控制器的第二端口與第三端口、第二 端口與第四端口之間是否處于斷開狀態(tài)，如果處于連通狀態(tài)，則控制總線控制器斷開第二 端口與第三端口、第二端口與第四端口之間的連接電路；A. 3可信硬件設(shè)備的可信模塊對(duì)可信硬件設(shè)備的總線控制器配置完成后，可信模 塊通過總線控制器的第三端口和第四端口，向基本硬件功能電路發(fā)送初始化命令；然后基 本硬件功能電路通過信號(hào)線，讀取、執(zhí)行固件存儲(chǔ)單元中的初始化默認(rèn)的固件代碼和配置 存儲(chǔ)單元中的初始化默認(rèn)的工作模式配置信息；A. 4基本硬件功能電路的初始工作結(jié)束后，可信模塊還要通過電路工作狀態(tài)檢查 點(diǎn)檢查基本硬件功能電路的初始工作狀態(tài)，是否與初始化默認(rèn)的工作模式配置信息對(duì)應(yīng); 通過檢查總線控制器的工作狀態(tài)，判斷可信硬件設(shè)備的控制策略，是否與初始化默認(rèn)的控 制策略配置信息對(duì)應(yīng)；檢查可信模塊對(duì)基本功能電路的控制功能和可信模塊對(duì)總線總裁器 的控制功能；最后，將基本硬件功能電路的初始化工作狀態(tài)和可信硬件設(shè)備的控制策略的 檢查結(jié)果存儲(chǔ)在可信模塊的非易失性存儲(chǔ)單元；A. 5操作完畢。B、可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的身份檢查B. 1可信硬件設(shè)備的初始化與自檢通過之后，可信計(jì)算平臺(tái)通過平臺(tái)總線接口，檢 測(cè)到可信硬件設(shè)備的存在，并通過可信硬件設(shè)備的平臺(tái)總線接口、總線控制器的第一端口 和總線控制器的第三端口，向可信硬件設(shè)備的可信模塊，發(fā)送交互請(qǐng)求信號(hào)；B. 2當(dāng)可信硬件設(shè)備的可信模塊，收到可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送的交互請(qǐng)求信號(hào)后，可信 模塊向可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送確認(rèn)信號(hào)，完成可信計(jì)算平臺(tái)和可信硬件設(shè)備之間初步的相互確 認(rèn)，建立兩者之間的通信關(guān)系；否則，不發(fā)送確認(rèn)信號(hào)；B. 3可信計(jì)算平臺(tái)收到可信硬件設(shè)備發(fā)送的確認(rèn)信號(hào)后，立即向可信硬件設(shè)備的 可信模塊發(fā)送身份檢查命令和返回信息的通信方式；返回信息的通信方式包括原始數(shù)據(jù) 的通信方式、公開協(xié)議的通信方式、私有協(xié)議的通信方式、數(shù)字簽名的通信方式、加密的通 信方式和數(shù)字簽名且加密的通信方式。如果可信計(jì)算平臺(tái)沒有收到確認(rèn)信號(hào)，則再次向向 可信硬件設(shè)備發(fā)送交互請(qǐng)求信號(hào)，如果仍然沒有收到可信硬件設(shè)備發(fā)送的確認(rèn)信號(hào)，則終 止當(dāng)前正在進(jìn)行的可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的身份檢查操作，禁止訪問者對(duì)該可信硬 件設(shè)備的訪問操作，并向訪問者發(fā)送報(bào)警信號(hào)，等待訪問者對(duì)該可信硬件設(shè)備的檢查或更 換；B. 4當(dāng)可信硬件設(shè)備的可信模塊，接收到可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送的身份檢查命令和返 回信息的通信方式后，可信模塊按照返回信息的通信方式要求，立即將可信硬件設(shè)備的證
11書發(fā)送給可信計(jì)算平臺(tái)；如果可信硬件設(shè)備的可信模塊，沒有接收到可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送的 身份檢查命令和返回信息的通信方式，則可信硬件設(shè)備的可信模塊再次向可信計(jì)算平臺(tái)發(fā) 送確認(rèn)信號(hào)，如果仍然沒有收到可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送的身份檢查命令和返回信息的通信方 式，則可信硬件設(shè)備終止當(dāng)前正在進(jìn)行的身份檢查操作；B. 5可信計(jì)算平臺(tái)將收到的可信硬件設(shè)備的證書，與可信計(jì)算平臺(tái)的訪問者提供 的可信硬件設(shè)備的證書進(jìn)行比較，判斷可信硬件設(shè)備的身份合法性；如果可信硬件設(shè)備身 份合法，則認(rèn)定可信硬件設(shè)備中存在一個(gè)合法的可信模塊；否則認(rèn)為該可信硬件設(shè)備沒有 通過身份檢查，可信計(jì)算平臺(tái)禁止對(duì)該可信硬件設(shè)備進(jìn)行除了初始化與自檢和身份檢查之 外的任何訪問操作；；可信硬件設(shè)備的證書包括設(shè)備標(biāo)識(shí)號(hào)、生產(chǎn)廠家標(biāo)識(shí)號(hào)、設(shè)備類型 號(hào)和會(huì)話公鑰。B. 6操作完畢。C、可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的完整性檢查和工作狀態(tài)檢查C. 1當(dāng)可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的身份合法性的檢查通過后，可信計(jì)算平臺(tái) 根據(jù)訪問者的請(qǐng)求，向可信硬件設(shè)備的可信模塊發(fā)送完整性檢查和工作狀態(tài)檢查的命令， 以及返回信息的通信方式；可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的身份合法性的檢查通過之前， 可信計(jì)算平臺(tái)拒絕執(zhí)行訪問者提出的針對(duì)該可信硬件設(shè)備的任何使用請(qǐng)求。如果可信計(jì)算 平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的身份檢查沒有通過，則可信計(jì)算平臺(tái)不對(duì)可信硬件設(shè)備進(jìn)行完整性 檢查和工作狀態(tài)檢查操作；C. 2可信硬件設(shè)備的可信模塊接收到可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送的完整性檢查和工作狀態(tài) 檢查的命令后，進(jìn)行以下操作可信硬件設(shè)備的可信模塊通過可信硬件設(shè)備的電路工作狀 態(tài)檢查點(diǎn)，讀取流經(jīng)電路工作狀態(tài)檢查點(diǎn)的數(shù)據(jù)，判斷基本硬件功能電路當(dāng)前的工作狀態(tài); 可信硬件設(shè)備的可信模塊通過總線控制器和密碼算法引擎，對(duì)策略存儲(chǔ)單元中所有的策略 配置信息、配置存儲(chǔ)單元中所有的工作模式配置信息、固件存儲(chǔ)單元中所有的固件代碼，以 及保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中所有的會(huì)話密鑰和可信硬件設(shè)備的證書，進(jìn)行完整性度量；可信硬 件設(shè)備的可信模塊將完整性度量結(jié)果，存儲(chǔ)在可信模塊的非易失性存儲(chǔ)單元；可信硬件設(shè) 備的可信模塊按照返回信息的通信方式的要求，將完整性度量結(jié)果和工作狀態(tài)檢查結(jié)果發(fā) 送給可信計(jì)算平臺(tái)；如果可信硬件設(shè)備的可信模塊沒有接收到完整性檢查和工作狀態(tài)檢查 命令，則不進(jìn)行任何操作；C. 3可信計(jì)算平臺(tái)將收到的可信硬件設(shè)備的完整性檢查結(jié)果和工作狀態(tài)檢查結(jié) 果，與訪問者提供的該可信硬件設(shè)備的完整性檢查參考值和工作狀態(tài)檢查參考值進(jìn)行比 較。如果比較結(jié)果一致，則可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的完整性檢查和工作狀態(tài)檢查通 過，因此該可信硬件設(shè)備被認(rèn)為是可以被信賴的硬件設(shè)備，至此，可信計(jì)算平臺(tái)可以正常的 使用該可信硬件設(shè)備；反之，如果可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的工作狀態(tài)檢查和完整性 檢查，任何一個(gè)檢查沒有通過，則可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的完整性檢查和工作狀態(tài) 檢查立即終止，可信計(jì)算平臺(tái)禁止訪問者和可信計(jì)算平臺(tái)上的硬件設(shè)備，使用該可信硬件 設(shè)備，并向訪問者發(fā)送可信硬件設(shè)備檢查失敗的警告，等待訪問者對(duì)該可信硬件設(shè)備進(jìn)行 檢查、恢復(fù)或更換；C. 4當(dāng)訪問者收到可信硬件設(shè)備完整性檢查失敗或者工作狀態(tài)檢查失敗的警告 后，訪問者必須手動(dòng)按下可信硬件設(shè)備的恢復(fù)默認(rèn)值按鈕，將可信硬件設(shè)備的工作狀態(tài)和控制策略強(qiáng)制恢復(fù)到的初始化默認(rèn)的狀態(tài)；強(qiáng)制恢復(fù)操作包括可信硬件設(shè)備的可信模 塊，立即從可信硬件設(shè)備的固件存儲(chǔ)單元中讀取初始化默認(rèn)的固件代碼，從配置存儲(chǔ)單元 中讀取初始化默認(rèn)的工作模式配置信息，從策略存儲(chǔ)單元中讀取初始化默認(rèn)的控制策略配 置信息，從保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中讀取初始化默認(rèn)的會(huì)話密鑰，然后可信模塊使用初始化默 認(rèn)的固件代碼和工作模式配置信息對(duì)可信硬件設(shè)備的基本硬件功能電路進(jìn)行配置，使用初 始化默認(rèn)的控制策略配置信息對(duì)可信硬件設(shè)備的總線控制器進(jìn)行配置，使用初始化默認(rèn)的 會(huì)話密鑰，用于數(shù)據(jù)通訊；然后可信硬件設(shè)備的可信模塊對(duì)可信硬件設(shè)備重新執(zhí)行初始化 與自檢操作，然后由可信計(jì)算平臺(tái)再次對(duì)可信硬件設(shè)備進(jìn)行身份檢查、完整性檢查和工作 狀態(tài)的檢查；如果問者沒有收到檢查失敗的警告，則可信計(jì)算平臺(tái)繼續(xù)執(zhí)行對(duì)可信硬件設(shè) 備的完整性檢查和工作狀態(tài)檢查；C. 5如果訪問者強(qiáng)制可信硬件設(shè)備恢復(fù)到初始化默認(rèn)狀態(tài)之后，仍然不能通過可 信計(jì)算平臺(tái)對(duì)該可信硬件設(shè)備的完整性檢查和工作狀態(tài)檢查，則可信計(jì)算平臺(tái)禁止用戶繼 續(xù)使用該可信硬件設(shè)備，并向用戶發(fā)出警告信號(hào)，由用戶對(duì)該可信硬件設(shè)備進(jìn)行更換；更換 后的可信硬件設(shè)備，需要重新進(jìn)行初始化與自檢、可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的身份檢 查，以及可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備進(jìn)行的完整性檢查和工作狀態(tài)檢查；D、可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的更新操作發(fā)送更新數(shù)據(jù)的操作方法D. 1當(dāng)可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備發(fā)送更新數(shù)據(jù)，進(jìn)行更新時(shí)，需要先約定可信 計(jì)算平臺(tái)與可信硬件設(shè)備之間的通信方式；更新數(shù)據(jù)為可信硬件設(shè)備的固件代碼、工作 模式配置信息、控制策略配置信息或者會(huì)話密鑰。D. 2可信計(jì)算平臺(tái)通過約定的通信方式，向可信硬件設(shè)備發(fā)送更新的固件代碼、工 作模式配置信息、控制策略配置信息或者會(huì)話密鑰的命令；D. 3可信硬件設(shè)備收到可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送的更新的固件代碼、工作模式配置信息、 控制策略配置信息或者會(huì)話密鑰的命令后，并通過約定的通信方式，向可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送 反饋信號(hào)；如果可信硬件設(shè)備沒有收到更新命令，則可信硬件設(shè)備不向可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送 任何信號(hào)；D. 4當(dāng)可信計(jì)算平臺(tái)收到反饋信號(hào)后，通過約定的通信方式，向可信硬件設(shè)備的可 信模塊發(fā)送更新數(shù)據(jù)和更新數(shù)據(jù)的編號(hào)；如果可信計(jì)算平臺(tái)沒有收到反饋信號(hào)，則可信計(jì) 算平臺(tái)重新向可信硬件設(shè)備發(fā)送更新命令。如果仍然無(wú)法接收到可信硬件設(shè)備的反饋信 號(hào)，則可信計(jì)算平臺(tái)停止此次對(duì)可信硬件設(shè)備的更新操作，并通知訪問者，由訪問者檢查、 恢復(fù)或者更換該可信硬件設(shè)備；當(dāng)用戶對(duì)可信硬件設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)制恢復(fù)或者更換后，需要重 新執(zhí)行可信硬件設(shè)備的初始化與自檢、可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的身份檢查，以及可 信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的完整性檢查和工作狀態(tài)檢查，并且在上述檢查通過后，才可 以執(zhí)行可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的更新操作；如果更換的設(shè)備仍然無(wú)法使用，要么繼 續(xù)更換新的可信硬件設(shè)備，要么不再使用該類型的可信硬件設(shè)備；D. 5可信硬件設(shè)備的可信模塊，將收到的更新數(shù)據(jù)中的固件代碼存儲(chǔ)到固件存儲(chǔ) 單元，將更新數(shù)據(jù)中的工作模式配置信息存儲(chǔ)到配置存儲(chǔ)單元，將更新數(shù)據(jù)中的控制策略 配置信息存儲(chǔ)到策略存儲(chǔ)單元，將更新數(shù)據(jù)中的會(huì)話密鑰存儲(chǔ)到保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，將更 新數(shù)據(jù)的編號(hào)存儲(chǔ)到保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；并立即通過約定的通信方式，向可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送確認(rèn)信號(hào)，否則立即向可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送重新發(fā)送更新數(shù)據(jù)和更新數(shù)據(jù)編號(hào)的請(qǐng)求；如 果可信硬件設(shè)備的可信模塊沒有收到更新數(shù)據(jù)和更新數(shù)據(jù)的編號(hào)，則可信硬件設(shè)備的可信 模塊向可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送重發(fā)更新數(shù)據(jù)的請(qǐng)求；如果重新發(fā)送請(qǐng)求后，可信硬件設(shè)備的可 信模塊仍然不能收到可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送的更新數(shù)據(jù)和更新數(shù)據(jù)的編號(hào)，則可信硬件設(shè)備終 止此次更新操作；發(fā)送切換信號(hào)的操作方法D. 6當(dāng)可信計(jì)算平臺(tái)收到可信硬件設(shè)備發(fā)送的確認(rèn)信號(hào)時(shí)，可信計(jì)算平臺(tái)通過約 定的通信方式，向可信硬件設(shè)備發(fā)送更新數(shù)據(jù)的切換命令和更新數(shù)據(jù)的編號(hào)，并等待可信 硬件設(shè)備的確認(rèn)信號(hào)；切換信號(hào)為固件代碼的切換信號(hào)、工作模式的切換信號(hào)、控制策略 的切換信號(hào)或者會(huì)話密鑰的切換信號(hào)；如果可信計(jì)算平臺(tái)沒有收到可信硬件設(shè)備發(fā)送的確 認(rèn)信號(hào)，則可信計(jì)算平臺(tái)重新向可信硬件設(shè)備發(fā)送切換信號(hào)和更新數(shù)據(jù)的編號(hào)。如果仍然 無(wú)法接收到可信硬件設(shè)備的反饋信號(hào)，則可信計(jì)算平臺(tái)停止此次對(duì)可信硬件設(shè)備的更新操 作，并通知訪問者，由訪問者檢查、恢復(fù)或者更換該可信硬件設(shè)備；當(dāng)用戶對(duì)可信硬件設(shè)備 進(jìn)行強(qiáng)制恢復(fù)或者更換后，需要重新執(zhí)行可信硬件設(shè)備的初始化與自檢、可信計(jì)算平臺(tái)對(duì) 可信硬件設(shè)備的身份檢查，以及可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的完整性檢查和工作狀態(tài)檢 查，并且在上述檢查通過后，才可以執(zhí)行可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的更新操作；如果更 換的設(shè)備仍然無(wú)法使用，要么繼續(xù)更換新的可信硬件設(shè)備，要么不再使用該類型的可信硬 件設(shè)備；D. 7當(dāng)可信硬件設(shè)備的可信模塊收到可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送的更新數(shù)據(jù)的切換信號(hào)和 更新數(shù)據(jù)的編號(hào)后，可信硬件設(shè)備的可信模塊立即通過約定的通信方式，向可信計(jì)算平臺(tái) 發(fā)送確認(rèn)信號(hào)；否則，立即通過約定的通信方式，向可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送重發(fā)更新數(shù)據(jù)的切換 信號(hào)和更新數(shù)據(jù)的編號(hào)的請(qǐng)求；如果可信硬件設(shè)備的可信模塊仍然無(wú)法收到切換信號(hào)和更 新數(shù)據(jù)的編號(hào)，則可信硬件設(shè)備終止可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的更新操作；D. 8當(dāng)可信計(jì)算平臺(tái)收到可信硬件設(shè)備的可信模塊發(fā)送的確認(rèn)信號(hào)時(shí)，可信計(jì)算 平臺(tái)立即通過指示燈或者中斷信號(hào)，向訪問者發(fā)送按動(dòng)可信硬件設(shè)備的更新按鈕的提示信 號(hào)；如果可信計(jì)算平臺(tái)沒有收到可信硬件設(shè)備發(fā)送的確認(rèn)信號(hào)，則可信計(jì)算平臺(tái)重新向可 信硬件設(shè)備發(fā)送切換信號(hào)和更新數(shù)據(jù)的編號(hào)。如果仍然無(wú)法接收到可信硬件設(shè)備的反饋信 號(hào)，則可信計(jì)算平臺(tái)停止此次對(duì)可信硬件設(shè)備的更新操作，并通知訪問者，由訪問者檢查、 恢復(fù)或者更換該可信硬件設(shè)備；當(dāng)用戶對(duì)可信硬件設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)制恢復(fù)或者更換后，需要重 新執(zhí)行可信硬件設(shè)備的初始化與自檢、可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的身份檢查，以及可 信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的完整性檢查和工作狀態(tài)檢查，并且在上述檢查通過后，才可 以執(zhí)行可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的更新操作；如果更換的設(shè)備仍然無(wú)法使用，要么繼 續(xù)更換新的可信硬件設(shè)備，要么不再使用該類型的可信硬件設(shè)備；D. 9當(dāng)訪問者按下可信硬件設(shè)備的更新按鈕后，可信硬件設(shè)備的可信模塊立即根 據(jù)更新數(shù)據(jù)的編號(hào)，從策略存儲(chǔ)單元中讀取對(duì)應(yīng)的控制策略配置信息，對(duì)可信硬件設(shè)備的 總線控制器進(jìn)行控制策略配置操作；同時(shí)，可信硬件設(shè)備的可信模塊從固件存儲(chǔ)單元中讀 取與更新數(shù)據(jù)編號(hào)對(duì)應(yīng)的固件代碼，以及從配置存儲(chǔ)單元中讀取與更新數(shù)據(jù)編號(hào)對(duì)應(yīng)的工 作模式配置信息，對(duì)可信硬件設(shè)備的基本功能電路進(jìn)行配置，進(jìn)而完成了可信硬件設(shè)備的 工作狀態(tài)和控制策略的切換操作；切換操作執(zhí)行完畢后，可信硬件設(shè)備通過約定的通信方式，向可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送更新數(shù)據(jù)切換操作執(zhí)行完畢的信號(hào)；D. 10如果訪問者在可信計(jì)算平臺(tái)規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，沒有按動(dòng)可信硬件設(shè)備的更新按 鈕，則可信計(jì)算平臺(tái)取消此次更新操作，并通過操作系統(tǒng)或者指示燈通知訪問者；刪除更新數(shù)據(jù)的操作方法D. 11如果可信計(jì)算平臺(tái)要?jiǎng)h除可信硬件設(shè)備中不再繼續(xù)使用的更新數(shù)據(jù)時(shí)，則可 信計(jì)算平臺(tái)通過約定的通信方式，向可信硬件設(shè)備的可信模塊發(fā)送刪除更新數(shù)據(jù)的命令和 更新數(shù)據(jù)的編號(hào)；初始化默認(rèn)的固件代碼、工作模式配置信息、控制策略配置信息和會(huì)話密 鑰，以及可信硬件設(shè)備的證書不能被刪除。D. 12可信硬件設(shè)備收到可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送的刪除可信硬件設(shè)備的更新數(shù)據(jù)的命 令和更新數(shù)據(jù)的編號(hào)后；并由可信硬件設(shè)備的可信模塊檢查更新編號(hào)對(duì)應(yīng)的更新數(shù)據(jù)是否 正在被可信硬件設(shè)備使用；如果沒有正在被使用，則刪除固件存儲(chǔ)單元、配置存儲(chǔ)單元、策 略存儲(chǔ)單元和保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中與更新數(shù)據(jù)編號(hào)對(duì)應(yīng)的更新數(shù)據(jù)，并向可信計(jì)算平臺(tái)發(fā) 送刪除成功的返回信號(hào)；如果更新數(shù)據(jù)的編號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)不存在或者正在使用，則取消此 次刪除操作，并向可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送刪除數(shù)據(jù)不存在或者正在使用的返回信號(hào)；D. 13當(dāng)可信計(jì)算平臺(tái)收到可信硬件設(shè)備發(fā)送的刪除更新數(shù)據(jù)成功的返回信號(hào)后， 結(jié)束對(duì)可信硬件設(shè)備的數(shù)據(jù)更新操作；當(dāng)可信計(jì)算平臺(tái)收到可信硬件設(shè)備發(fā)送的刪除數(shù)據(jù) 不存在或者正在使用的返回信號(hào)后，可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備進(jìn)行的刪除更新數(shù)據(jù)的 操作結(jié)束；本發(fā)明效果1)本發(fā)明中的可信硬件設(shè)備可以提供實(shí)時(shí)的完整性自檢功能、工作狀態(tài)檢查功 能、控制策略工作狀態(tài)檢查功能，并通過檢查硬件設(shè)備工作狀態(tài)、工作模式配置信息完整 性、控制策略信息的完整性，保證硬件設(shè)備身份可信和行為可信。2)所述可信硬件設(shè)備結(jié)合可信計(jì)算平臺(tái)的控制功能和可信管道技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)在 可信環(huán)境或非可信環(huán)境下的多種可信通信方式，實(shí)現(xiàn)了可信的數(shù)據(jù)通訊、設(shè)備控制、任務(wù)處 理等功能。3)所述可信硬件設(shè)備具有工作模式和控制策略動(dòng)態(tài)切換功能，可以滿足不同安全 等級(jí)要求，向訪問者提供滿足需求的功能服務(wù)。4)本發(fā)明可以通過微小改動(dòng)計(jì)算平臺(tái)結(jié)構(gòu)的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)可信硬件設(shè)備的認(rèn)證 功能，具有計(jì)算平臺(tái)硬件結(jié)構(gòu)通用性和高安全性的優(yōu)點(diǎn)。


圖1可信硬件設(shè)備與可信計(jì)算平臺(tái)的連接關(guān)系，描述了可信計(jì)算平臺(tái)與可信硬件 設(shè)備之間的連接關(guān)系。圖2可信硬件設(shè)備結(jié)構(gòu)圖，描述可信硬件設(shè)備的主要硬件組成單元以及硬件單元 之間的控制關(guān)系。其中，圖2中的黑色小方塊代表嵌入到基本硬件功能電路中的電路工作 狀態(tài)檢查點(diǎn)。圖3可信硬件設(shè)備的可信模塊，描述可信硬件設(shè)備的可信模塊的硬件組成結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖以及實(shí)施案例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。一、可信硬件設(shè)備構(gòu)成可信硬件設(shè)備主要包括硬件電路部分、固件代碼部分、控制策略部分和工作模式 配置部分。如圖1所示，硬件電路部分包括可信模塊(TM)、策略存儲(chǔ)單元、配置存儲(chǔ)單元、 固件存儲(chǔ)單元、保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、總線控制器、基本硬件功能電路、電路工作狀態(tài)檢查點(diǎn)、 外部總線接口、平臺(tái)總線接口、恢復(fù)默認(rèn)值按鈕和更新按鈕構(gòu)成。1.硬件電路部分實(shí)現(xiàn)方法1)可信模塊硬件結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)方法如下執(zhí)行引擎選用一個(gè)32位的RI SC處理器(ARM9處理器)。內(nèi)部總線使用32位AMBA總線。密碼算法引擎包括橢圓曲線ECC算法、RAS算法、SHA-I算法、HMAC算法、3DES算 法、SCH算法、SMS4算法和自定義算法?？尚拍K的接口采用32位數(shù)據(jù)線，一端連接到AMBA總線上，另一端連接到可信硬 件設(shè)備中的通訊總線上。可信硬件設(shè)備的重要數(shù)據(jù)信息包括會(huì)話密鑰、可信硬件設(shè)備的證書、可信硬件設(shè) 備固件、工作模式配置信息、控制策略配置信息、工作模式配置信息和控制策略配置信息的 完整性參考值、功能電路工作狀態(tài)參考值；2)可信硬件設(shè)備硬件結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)方法如下基本硬件功能電路以網(wǎng)絡(luò)設(shè)備為例，選擇10/100/1000自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)IP模塊。電路工作狀態(tài)檢查點(diǎn)從網(wǎng)絡(luò)IP模塊中，各個(gè)單元模塊的輸入輸出接口中，引出 32位的數(shù)據(jù)線，用于構(gòu)成監(jiān)測(cè)點(diǎn)，主要檢測(cè)流經(jīng)各個(gè)單元模塊的數(shù)據(jù)。選用IG的FALSH，分別用于實(shí)現(xiàn)策略存儲(chǔ)單元、配置存儲(chǔ)單元、固件存儲(chǔ)單元和保 密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元?？偩€接口 包括對(duì)內(nèi)的平臺(tái)總線接口和對(duì)外的外部總線接口兩種。對(duì)內(nèi)接口采用 的是PCI-E接口，連接到可信計(jì)算平臺(tái)的設(shè)備控制器上。對(duì)外接口采用的是RJ45接口，連 接到其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上?？偩€控制器通過可信硬件設(shè)備的內(nèi)部總線，連接到可信模塊、平臺(tái)總線接口、外 部總線接口和基本硬件功能電路，由可信模塊控制總線控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)平臺(tái)總線接口和外 部總線接口的控制。2.可信硬件設(shè)備出廠前進(jìn)行以下設(shè)置1)可信模塊(TM)向總線控制器發(fā)送禁用信號(hào)，斷開第二端口與第三端口、第二端 口與第四端口之間的信號(hào)線，斷開可信硬件設(shè)備與可信計(jì)算平臺(tái)之外的實(shí)體的通訊功能。2)通過可信模塊(TM)檢查固件存儲(chǔ)單元、配置存儲(chǔ)單元、策略存儲(chǔ)單元和保密數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)單元的可用性和完好性。3)通過可信模塊(TM)向可信硬件設(shè)備中的保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中載入會(huì)話密鑰， 向策略存儲(chǔ)單元中載入控制策略配置信息，向配置單元中載入工作模式配置信息，向固件 代碼存儲(chǔ)單元中載入固件代碼。4)通過可信模塊(TM)對(duì)保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中的密鑰和證書，策略存儲(chǔ)單元中的策略配置信息，配置存儲(chǔ)單元中的工作模式配置信息和固件存儲(chǔ)單元中的固件代碼進(jìn)行一 次完整性檢查。5)可信模塊(TM)通過電路工作狀態(tài)檢查點(diǎn)，檢查基本硬件功能電路的工作狀態(tài)。6)控制策略配置信息和工作模式配置信息都包括動(dòng)態(tài)的配置信息和初始化默認(rèn)
配直^[曰息ο7)初始化默認(rèn)的工作模式配置信息只能用于計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的檢測(cè)，以 及計(jì)算平臺(tái)與可信硬件設(shè)備內(nèi)部可信模塊的基本交互。8)初始化默認(rèn)的策略控制配置只打開了可信硬件設(shè)備和計(jì)算平臺(tái)之間的通訊總 線接口，關(guān)閉了可信硬件設(shè)備與除可信計(jì)算平臺(tái)之外的所有通訊總線接口。9)動(dòng)態(tài)的工作模式配置信息是通過計(jì)算平臺(tái)的可信平臺(tái)控制模塊驗(yàn)證后下發(fā)的， 用于實(shí)時(shí)更新可信硬件設(shè)備的工作狀態(tài)。10)動(dòng)態(tài)的控制策略配置信息是通過計(jì)算平臺(tái)的可信平臺(tái)控制模塊產(chǎn)生或者經(jīng)驗(yàn) 證可信后下發(fā)的，用于實(shí)時(shí)更新可信硬件設(shè)備對(duì)外的交互權(quán)限。二、可信硬件設(shè)備的使用首先對(duì)可信計(jì)算平臺(tái)與可信硬件設(shè)備之間的通信方式進(jìn)行定義原始數(shù)據(jù)的通信 方式(編號(hào)OxFl)、公開協(xié)議的通信方式(編號(hào)0xF2)、私有協(xié)議的通信方式(編號(hào)0xF3)、 數(shù)字簽名的通信方式(編號(hào)0xF4)、加密的通信方式(編號(hào)0xF5)和數(shù)字簽名且加密的通信 方式(編號(hào)0xF6)。數(shù)字簽名的通信方式(編號(hào)0xF4)時(shí)選用shal算法進(jìn)行完整性度量，選用RSA 密碼算法對(duì)完整性度量結(jié)果進(jìn)行加解密。加密的通信方式(編號(hào)0xF5)時(shí)選用ECC或者RSA作為加解密的算法。數(shù)字簽名且加密的通信方式(編號(hào)0xF6)時(shí)選用Shal算法進(jìn)行完整性度量，選 用RSA算法對(duì)完整性數(shù)據(jù)進(jìn)行加解密的算法，選用ECC作為數(shù)據(jù)加解密的算法?？尚庞布O(shè)備支持的受控命令定義可信硬件設(shè)備的上電初始化與自檢命令(編 號(hào)OxEl)、可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的身份檢查命令(編號(hào)0xE2)、可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可 信硬件設(shè)備的完整性檢查和工作狀態(tài)檢查命令(編號(hào)0xE3)、可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè) 備的更新操作命令(編號(hào)0xE4)和刪除更新數(shù)據(jù)的命令(編號(hào)0xE5)?？尚庞布O(shè)備中的固件存儲(chǔ)單元中有初始化默認(rèn)的固件代碼(編號(hào)0χΑ1)和一 個(gè)更新的固件代碼(編號(hào)0xA2)，用戶提供的初始化默認(rèn)的固件代碼的完整性參考值為 (假設(shè)數(shù)值為=OxFFFF FFFF 1111 0001)，用戶提供的更新的固件代碼的完整性參考值為 (假設(shè)數(shù)值為OxFFFF FFFF 1111 0002)；可信硬件設(shè)備中的策略存儲(chǔ)單元中有初始化默認(rèn)的控制策略配置信息(編號(hào) OxBl)和一個(gè)更新的控制策略配置信息(編號(hào)0xB2)，用戶提供的初始化默認(rèn)的控制策略 配置信息的完整性參考值為(假設(shè)數(shù)值為0xFFFFFFFF 22220001)，用戶提供的更新的控 制策略配置信息的完整性參考值為(假設(shè)數(shù)值為=OxFFFF FFFF 2222 0002)；可信硬件設(shè)備中的配置存儲(chǔ)單元中有初始化默認(rèn)的工作模式配置信息(編號(hào) OxCl)和一個(gè)更新的工作模式配置信息(編號(hào)0xC2)，用戶提供的初始化默認(rèn)的工作模 式配置信息的完整性參考值為(假設(shè)數(shù)值為0xFFFFFFFF 333 0001)，用戶提供的更新的 工作模式配置信息的完整性參考值為(假設(shè)數(shù)值為=OxFFFF FFFF 3333 0002)，初始化默
17認(rèn)的工作模式配置信息對(duì)應(yīng)的基本硬件功能電路的工作狀態(tài)檢查結(jié)果參考值為(OxFFFF FFFF 6666 0001)，更新的工作模式配置信息對(duì)應(yīng)的基本硬件功能電路的工作狀態(tài)檢查結(jié) 果參考值為(OxFFFF FFFF 6666 0002)；可信硬件設(shè)備中的保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中有初始化默認(rèn)的會(huì)話密鑰(編號(hào)0xDl) 和一個(gè)更新的會(huì)話密鑰(編號(hào)0xD2)用戶提供的初始化默認(rèn)的會(huì)話密鑰的完整性參考值 為(假設(shè)數(shù)值為=OxFFFF FFFF 4444 0001)，用戶提供的更新的會(huì)話密鑰的完整性參考值 為(假設(shè)數(shù)值為0xFFFF FFFF 4444 0002)；可信硬件設(shè)備中的保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中可信硬件設(shè)備的證書的完整性參考值為 (假設(shè)數(shù)值為OxFFFF FFFF 5555 0001)；可信硬件設(shè)備的切換信號(hào)包括固件代碼切換信號(hào)(編號(hào)0x91)、控制策略切換信 號(hào)(編號(hào)0x92)、工作模式切換信號(hào)(編號(hào)0x93)和會(huì)話密鑰切換信號(hào)(編號(hào)0x94)；1、可信硬件設(shè)備上電初始化與自檢可信硬件設(shè)備上電工作時(shí)，初始化與自檢流程如下1)可信硬件設(shè)備上電，可信模塊進(jìn)行初始化，然后可信模塊對(duì)可信硬件設(shè)備的固 件存儲(chǔ)單元中的初始化默認(rèn)的固件代碼、策略存儲(chǔ)單元中的初始化默認(rèn)的控制策略配置信 息、配置存儲(chǔ)單元中的初始化默認(rèn)的工作模式配置信息和保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中的可信硬件 設(shè)備的證書與初始化默認(rèn)的會(huì)話密鑰，進(jìn)行完整性檢查，得出初始化默認(rèn)的固件代碼的完 整性度量結(jié)果(OxFFFF FFFF1111 0001)、初始化默認(rèn)的控制策略配置信息的完整性度量結(jié) 果(OxFFFF FFFF2222 0001)、初始化默認(rèn)的工作模式配置信息的完整性度量結(jié)果(OxFFFF FFFF3333 0001)、可信硬件設(shè)備的證書的完整性度量結(jié)果(OxFFFF FFFF 5555 0001)與初 始化默認(rèn)的會(huì)話密鑰的完整性度量結(jié)果(OxFFFF FFFF 4444 0001)。并將完整性度量結(jié)果 存儲(chǔ)在可信模塊的非易失性存儲(chǔ)單元；2)可信模塊根據(jù)初始化默認(rèn)的控制策略配置信息(編號(hào)0χΒ1)，配置總線控制 器，并設(shè)置總線控制器的第二端口、第三端口和第四端口為斷開的狀態(tài)。3)可信模塊通過總線控制器，向基本硬件功能電路發(fā)送初始化命令，然后基本硬 件功能電路根據(jù)初始化默認(rèn)的工作模式配置信息(編號(hào)0xCl)，進(jìn)行初始化；2、可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的身份檢查4)可信計(jì)算平臺(tái)通過可信硬件設(shè)備的平臺(tái)總線接口，向可信硬件設(shè)備發(fā)送交互請(qǐng) 求信號(hào)0x01 (16進(jìn)制數(shù))；5)當(dāng)可信硬件設(shè)備收到交互請(qǐng)求信號(hào)0x01后，立即向可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送確認(rèn)信 號(hào) 0x02 ；6)可信計(jì)算平臺(tái)收到確認(rèn)信號(hào)0x02后，立即向可信硬件設(shè)備發(fā)送身份檢查命令 (0xE2)和返回信息的通信方式(0xF4)；7)可信硬件設(shè)備的可信模塊，接收到身份檢查命令(0xE2)和返回信息的通信方 式(0xF4)后，按照返回信息的傳輸方式(0xF4)要求，立即將可信硬件設(shè)備的證書發(fā)送給可 信計(jì)算平臺(tái)；8)可信計(jì)算平臺(tái)將可信硬件設(shè)備的證書與訪問者提供的可信硬件設(shè)備的證書進(jìn)行比 較，判斷出可信硬件設(shè)備的身份是合法的，認(rèn)定可信硬件設(shè)備中存在一個(gè)合法的可信模塊；完成上述第1)步驟到第8)步驟的操作后，可以計(jì)算平臺(tái)可以接收訪問者發(fā)送的對(duì)可信硬件設(shè)備的完整性檢查和工作狀態(tài)檢查的命令。3、可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的完整性檢查和工作狀態(tài)檢查9)可信計(jì)算平臺(tái)向可信硬件設(shè)備發(fā)送完整性檢查和工作狀態(tài)檢查的命令 (0xE3)，以及返回信息的通信方式(編號(hào)0xF6)；10)可信硬件設(shè)備的可信模塊接收到檢查命令(0xE3)后，通過可信硬件設(shè)備的電 路工作狀態(tài)檢查點(diǎn)，檢查基本硬件功能電路當(dāng)前的工作狀態(tài)，得到結(jié)果(OxFFFF FFFF 6666 0001)；通過總線控制器和密碼算法引擎對(duì)固件存儲(chǔ)單元中所有的固件代碼(編號(hào)OxAl和 編號(hào)0xA2)、策略存儲(chǔ)單元中現(xiàn)有的策略配置信息(編號(hào)OxBl和編號(hào)0xB2)、配置存儲(chǔ)單 元中所有的工作模式配置信息(編號(hào)OxCl和編號(hào)0xC2)，以及保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中所有 的會(huì)話密鑰(編號(hào)OxDl和編號(hào)0xD2)和可信硬件設(shè)備的證書，進(jìn)行完整性度量；將完整 性度量結(jié)果(OxFFFF FFFF 1111 0001、OxFFFF FFFF 1111 0002、OxFFFF FFFF 22220001、 OxFFFF FFFF 2222 0002、OxFFFF FFFF 3333 0001、OxFFFF FFFF 33330002、OxFFFF FFFF 4444 000UOxFFFF FFFF 4444 0002,OxFFFF FFFF 55550001)存儲(chǔ)在可信模塊的非易失性 存儲(chǔ)單元；按照返回信息的通信方式的要求(編號(hào)0xF6)，將完整性度量結(jié)果和工作狀態(tài)檢 查結(jié)果發(fā)送給可信計(jì)算平臺(tái)；11)當(dāng)可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的完整性檢查和工作狀態(tài)檢查通過后，可信 硬件設(shè)備被認(rèn)為是可以被信賴的硬件設(shè)備，至此，可信計(jì)算平臺(tái)可以正常的使用該可信硬 件設(shè)備；4、可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的更新操作下發(fā)更新數(shù)據(jù)的操作方法12)約定可信計(jì)算平臺(tái)與可信硬件設(shè)備之間的通信方式(編號(hào)0xF6)；13)可信計(jì)算平臺(tái)通過約定的通信方式(編號(hào)0xF6)，向可信硬件設(shè)備發(fā)送更新命 令；14)可信硬件設(shè)備收到更新命令(編號(hào)0xE4)后，通過約定的通信方式(編號(hào) 0xF6)，向可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送反饋信號(hào)(0x06)；15)當(dāng)可信計(jì)算平臺(tái)收到反饋信號(hào)后(0x06)，通過約定的通信方式(編號(hào)0xF6)， 向可信硬件設(shè)備的可信模塊下發(fā)更新數(shù)據(jù)和更新數(shù)據(jù)的編號(hào)；更新數(shù)據(jù)包括固件代碼 (編號(hào)0xA3，對(duì)應(yīng)的完整性參考值為OxFFFF FFFF 11110003)、控制策略配置信息(編號(hào) 0xB3，對(duì)應(yīng)的完整性參考值為OxFFFF FFFF22220003)、工作模式配置信息(編號(hào)0xC3，對(duì)應(yīng) 的完整性參考值為OxFFFFFFFF 3333 0003)、和會(huì)話密鑰(編號(hào)0xD3，對(duì)應(yīng)的完整性參考值 為 OxFFFF FFFF4444 0003)；16)可信硬件設(shè)備的可信模塊將收到的更新數(shù)據(jù)和更新數(shù)據(jù)的編號(hào)，分別存儲(chǔ) 在固件存儲(chǔ)單元、配置存儲(chǔ)單元、策略存儲(chǔ)單元和保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，并立即通過約定的 通信方式(0xF6)，向可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送確認(rèn)信號(hào)(0x07)，否則發(fā)送重發(fā)更新數(shù)據(jù)的請(qǐng)求 (0x08)；發(fā)送切換信號(hào)的操作方法；17)可信計(jì)算平臺(tái)收到確認(rèn)信號(hào)后(0x07)，通過約定的通信方式(0xF6)，向可信 硬件設(shè)備發(fā)送切換信號(hào)(0x91、0x92、0x93或0x94)和更新數(shù)據(jù)的編號(hào)(0xA3、0xB3、0xC3或 0xD3)，并等待可信硬件設(shè)備的確認(rèn)信號(hào)(OxOA)；
18)可信硬件設(shè)備的可信模塊收到切換信號(hào)和更新數(shù)據(jù)的編號(hào)后，立即通過約定 的通信方式(0xF6)，向可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送確認(rèn)信號(hào)(OxOB)；否則，立即通過約定的通信方 式(0xF6)，向可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送重發(fā)切換信號(hào)和更新數(shù)據(jù)的編號(hào)的請(qǐng)求(OxOC)；19)可信計(jì)算平臺(tái)收到確認(rèn)信號(hào)(OxOB)后，立即向訪問者發(fā)送按動(dòng)可信硬件設(shè)備 的更新按鈕的提示信號(hào)(每秒閃爍一次的指示燈信號(hào))；20)當(dāng)訪問者按下可信硬件設(shè)備的更新按鈕后，可信硬件設(shè)備的可信模塊立即對(duì) 總線控制器進(jìn)行控制策略切換操作，并命令可信硬件設(shè)備的基本功能電路執(zhí)行固件代碼切 換和工作模式切換；切換操作執(zhí)行后，可信硬件設(shè)備通過約定的通信方式，向可信計(jì)算平臺(tái) 發(fā)送確認(rèn)信號(hào)(OxOD)；21)如果訪問者在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，沒有按動(dòng)可信硬件設(shè)備的更新按鈕，則可信計(jì)算 平臺(tái)取消此次更新操作，并通過操作系統(tǒng)或者指示燈通知訪問者；刪除更新數(shù)據(jù)的操作方法22)如果可信計(jì)算平臺(tái)要?jiǎng)h除可信硬件設(shè)備中不再使用的更新數(shù)據(jù)中的固件代碼 (編號(hào)0xA2)，則通過約定的通信方式(0xF6)，向可信硬件設(shè)備發(fā)送刪除更新數(shù)據(jù)的命令 (編號(hào)0xE5)和更新數(shù)據(jù)的編號(hào)0xA2 ；23)可信硬件設(shè)備收到刪除更新數(shù)據(jù)的命令(0xE5)和更新數(shù)據(jù)的編號(hào)(0xA2)后， 由可信模塊檢查更新編號(hào)(0xA2)對(duì)應(yīng)的更新數(shù)據(jù)是否正在使用；此時(shí)更新數(shù)據(jù)0xA2沒有 使用，則刪除固件存儲(chǔ)單元中更新數(shù)據(jù)編號(hào)為0xA2對(duì)應(yīng)的更新數(shù)據(jù)；24)刪除更新數(shù)據(jù)的操作結(jié)束后，可信硬件設(shè)備通過約定的通信方式(編號(hào)0xF6) 向可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送確認(rèn)信號(hào)(OxOE)；25)至此，操作結(jié)束。
權(quán)利要求
可信硬件設(shè)備，包括基本硬件功能電路，其特征在于進(jìn)一步包括電路工作狀態(tài)檢查點(diǎn)、可信模塊、策略存儲(chǔ)單元、配置存儲(chǔ)單元、固件存儲(chǔ)單元、保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、平臺(tái)總線接口、外部總線接口、總線控制器、恢復(fù)默認(rèn)值按鈕和更新按鈕；電路工作狀態(tài)檢查點(diǎn)，嵌入到基本硬件功能電路，通過信號(hào)線連接到可信模塊，檢查基本硬件功能電路的關(guān)鍵模塊的輸入輸出信號(hào)；可信硬件設(shè)備的總線控制器，至少包括4個(gè)端口，分別是第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，第一端口連接平臺(tái)總線接口，第二端口通過連接到外部總線接口，第三端口通過連接到可信模塊，第四端口通過連接到基本硬件功能電路、固件存儲(chǔ)單元、配置存儲(chǔ)單元、策略存儲(chǔ)單元和保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；可信模塊，分別連接電路工作狀態(tài)檢查點(diǎn)、恢復(fù)默認(rèn)值按鈕、更新按鈕和總線控制器的第三端口；恢復(fù)默認(rèn)值按鈕和更新按鈕，連接到可信硬件設(shè)備內(nèi)部的可信模塊；總線控制器通過第一端口，連接到平臺(tái)總線接口，然后連接到可信硬件設(shè)備之外的可信計(jì)算平臺(tái)；可信計(jì)算平臺(tái)，是可信個(gè)人計(jì)算機(jī)、可信服務(wù)器、可信終端、可信嵌入式設(shè)備或可信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備；總線控制器通過第二端口，連接到外部總線接口，然后連接到硬件設(shè)備；總線控制器通過第四端口，連接到策略存儲(chǔ)單元、配置存儲(chǔ)單元、固件存儲(chǔ)單元、保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和基本硬件功能電路；所述的策略存儲(chǔ)單元、配置存儲(chǔ)單元、固件存儲(chǔ)單元、保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和基本硬件功能電路之間相互連接；可信模塊通過總線控制器的第三端口，從總線控制器內(nèi)部連接到第四端口，再連接到策略存儲(chǔ)單元、配置存儲(chǔ)單元、固件存儲(chǔ)單元、保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和基本硬件功能電路；可信模塊通過總線控制器的第三端口，從總線控制器內(nèi)連接到第一端口，再連接到平臺(tái)總線接口，最終連接到可信計(jì)算平臺(tái)；可信模塊通過第三端口，向總線控制器發(fā)送控制信號(hào)，控制第一端口與第四端口之間的連通和斷開、控制第二端口與第四端口之間的連通和斷開、控制第二端口與第三端口之間的連通和斷開，第一端口與第三端口之間始終連通；總線控制器過濾來(lái)自可信硬件設(shè)備之外的，針對(duì)策略存儲(chǔ)單元、配置存儲(chǔ)單元、固件存儲(chǔ)單元、保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的讀寫操作；可信硬件設(shè)備的可信模塊包括以下硬件單元執(zhí)行引擎用于執(zhí)行固件，實(shí)現(xiàn)對(duì)可信模塊內(nèi)部的各個(gè)硬件單元的操作；密碼算法引擎是加解密功能的硬件單元，用于建立可信硬件設(shè)備和可信計(jì)算平臺(tái)之間的加密通道，產(chǎn)生的密鑰存儲(chǔ)在可信模塊的非易失性存儲(chǔ)單元和可信硬件設(shè)備的保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中；接口用于連接恢復(fù)默認(rèn)值按鈕、更新按鈕、總線控制器的第三端口、電路功能狀態(tài)檢查點(diǎn)、策略存儲(chǔ)單元、配置存儲(chǔ)單元、固件存儲(chǔ)單元和保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；非易失性存儲(chǔ)單元用于可信模塊存儲(chǔ)會(huì)話密鑰、可信硬件設(shè)備的證書和完整性度量結(jié)果，具有掉電不丟失的特性；易失性存儲(chǔ)單元用于為可信模塊的執(zhí)行引擎，提供存儲(chǔ)運(yùn)算數(shù)據(jù)的臨時(shí)性存儲(chǔ)單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可信硬件設(shè)備的使用方法，其特征在于，可信硬件設(shè)備連接 到可信計(jì)算平臺(tái)時(shí)，以及每次可信計(jì)算平臺(tái)上電啟動(dòng)時(shí)，所有連接在可信計(jì)算平臺(tái)的可信 硬件設(shè)備，首先進(jìn)行初始化和自檢操作，然后可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備進(jìn)行身份檢查； 通過身份檢查后，可信硬件設(shè)備才能在可信計(jì)算平臺(tái)上正常使用，禁止訪問者對(duì)沒有通過 身份檢查的可信硬件設(shè)備進(jìn)行訪問；可信計(jì)算平臺(tái)根據(jù)輸入輸出系統(tǒng)、訪問者、操作系統(tǒng)或應(yīng)用程序的請(qǐng)求，對(duì)可信硬件設(shè) 備進(jìn)行完整性檢查、工作狀態(tài)檢查和更新操作；可信計(jì)算平臺(tái)與可信硬件設(shè)備之間進(jìn)行通信時(shí)，需要先選擇通信方式；通信方式包括 普通的數(shù)據(jù)通信方式、公開協(xié)議的數(shù)據(jù)通信方式、私有協(xié)議的數(shù)據(jù)通信方式、數(shù)字簽名的數(shù) 據(jù)通信方式、加密的數(shù)據(jù)通信方式和數(shù)字簽名且加密數(shù)據(jù)通信方式； 具體步驟如下A、可信硬件設(shè)備的初始化與自檢A. 1可信硬件設(shè)備上電時(shí)，可信模塊首先進(jìn)行初始化，然后可信模塊對(duì)可信硬件設(shè)備進(jìn) 行完整性檢查，檢查內(nèi)容包括固件存儲(chǔ)單元中的初始化默認(rèn)的固件代碼、策略存儲(chǔ)單元中 的初始化默認(rèn)的控制策略配置信息、配置存儲(chǔ)單元中的初始化默認(rèn)的工作模式配置信息和 保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中的可信硬件設(shè)備的證書與初始化默認(rèn)的會(huì)話密鑰，并將完整性度量結(jié) 果存儲(chǔ)在可信模塊的非易失性存儲(chǔ)單元；A. 2可信模塊對(duì)可信硬件設(shè)備的完整性檢查結(jié)束后，可信模塊根據(jù)初始化默認(rèn)的控制 策略配置信息，配置總線控制器，并斷開總線控制器的第二端口、第三端口和第四端口的開 關(guān)；A.3可信模塊對(duì)可信硬件設(shè)備的總線控制器配置完成后，可信模塊通過總線控制器，向 基本硬件功能電路發(fā)送初始化信號(hào)，基本硬件功能電路根據(jù)初始化默認(rèn)的工作模式配置信 息，開始進(jìn)行初始化；B、可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的身份檢查B. 1可信硬件設(shè)備的初始化與自檢結(jié)束之后，可信計(jì)算平臺(tái)通過可信硬件設(shè)備的平臺(tái) 總線接口，向可信硬件設(shè)備發(fā)送交互請(qǐng)求信號(hào)；B. 2當(dāng)可信硬件設(shè)備收到交互請(qǐng)求信號(hào)后，立即向可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送確認(rèn)信號(hào)；否則， 不發(fā)送確認(rèn)信號(hào)；B. 3可信計(jì)算平臺(tái)收到確認(rèn)信號(hào)后，立即向可信硬件設(shè)備發(fā)送身份檢查命令和返回信 息的通信方式；如果可信計(jì)算平臺(tái)沒有收到確認(rèn)信號(hào)，則再次向向可信硬件設(shè)備發(fā)送交互 請(qǐng)求信號(hào)，如果仍然沒有收到可信硬件設(shè)備發(fā)送的確認(rèn)信號(hào)，則終止當(dāng)前正在進(jìn)行的可信 計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的身份檢查操作，禁止訪問者對(duì)該可信硬件設(shè)備的訪問操作，并 向訪問者發(fā)送報(bào)警信號(hào)，等待訪問者對(duì)該可信硬件設(shè)備的檢查或更換；B. 4當(dāng)可信硬件設(shè)備的可信模塊，接收到可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送的身份檢查命令和返回信 息的通信方式后，按照返回信息的傳輸方式要求，立即將可信硬件設(shè)備的證書發(fā)送給可信 計(jì)算平臺(tái)；如果可信硬件設(shè)備的可信模塊，沒有接收到可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送的身份檢查命令 和返回信息的通信方式，則可信硬件設(shè)備的可信模塊再次向可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送確認(rèn)信號(hào)， 如果仍然沒有收到可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送的身份檢查命令和返回信息的通信方式，則可信硬件 設(shè)備終止當(dāng)前正在進(jìn)行的身份檢查操作；B.5可信計(jì)算平臺(tái)將可信硬件設(shè)備的證書與訪問者提供的可信硬件設(shè)備的證書進(jìn)行比 較，判斷可信硬件設(shè)備的身份合法性；如果可信硬件設(shè)備身份合法，則認(rèn)定可信硬件設(shè)備中 存在一個(gè)合法的可信模塊；否則認(rèn)為該可信硬件設(shè)備沒有通過身份檢查，可信計(jì)算平臺(tái)禁 止對(duì)該可信硬件設(shè)備進(jìn)行除了初始化與自檢和身份檢查之外的任何訪問操作；C、可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的完整性檢查和工作狀態(tài)檢查C. 1當(dāng)可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的身份檢查通過后，可信計(jì)算平臺(tái)向可信硬件設(shè) 備發(fā)送完整性檢查和工作狀態(tài)檢查的命令，以及一個(gè)不重復(fù)的隨機(jī)數(shù)和返回信息的通信方 式；如果可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的身份檢查沒有通過，則可信計(jì)算平臺(tái)不對(duì)可信硬 件設(shè)備進(jìn)行完整性檢查和工作狀態(tài)檢查操作；C. 2可信硬件設(shè)備的可信模塊接收到完整性檢查和工作狀態(tài)檢查命令后，進(jìn)行以下操 作通過可信硬件設(shè)備的電路工作狀態(tài)檢查點(diǎn)，檢查基本硬件功能電路當(dāng)前的工作狀態(tài)； 通過總線控制器和密碼算法引擎對(duì)策略存儲(chǔ)單元中所有的策略配置信息、配置存儲(chǔ)單元中 所有的工作模式配置信息、固件存儲(chǔ)單元中所有的固件代碼，以及保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中所 有的會(huì)話密鑰和可信硬件設(shè)備的證書，進(jìn)行完整性度量；將完整性度量結(jié)果存儲(chǔ)在可信模 塊的非易失性存儲(chǔ)單元；對(duì)可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送的隨機(jī)數(shù)進(jìn)行加1操作；按照返回信息的通 信方式的要求，將完整性度量結(jié)果、工作狀態(tài)檢查結(jié)果和加1后的隨機(jī)數(shù)發(fā)送給可信計(jì)算 平臺(tái)；如果可信硬件設(shè)備的可信模塊沒有接收到完整性檢查和工作狀態(tài)檢查命令，則不進(jìn) 行任何操作；C. 3當(dāng)可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的完整性檢查、工作狀態(tài)檢查和隨機(jī)數(shù)加1操作 的檢查通過后，可信硬件設(shè)備被認(rèn)為是可以被信賴的硬件設(shè)備，至此，可信計(jì)算平臺(tái)可以正 常的使用該可信硬件設(shè)備；反之，如果可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的工作狀態(tài)檢查、完整 性檢查和隨機(jī)數(shù)加1操作的檢查中，任何一個(gè)檢查沒有通過，則可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件 設(shè)備的完整性檢查和工作狀態(tài)檢查立即終止，可信計(jì)算平臺(tái)禁止使用該可信硬件設(shè)備，并 向訪問者發(fā)送可信硬件設(shè)備檢查失敗的警告，等待訪問者對(duì)該可信硬件設(shè)備進(jìn)行檢查、恢 復(fù)或更換；C. 4當(dāng)訪問者收到檢查失敗的警告后，必須手動(dòng)按下可信硬件設(shè)備的恢復(fù)默認(rèn)值按鈕， 將可信硬件設(shè)備強(qiáng)制恢復(fù)到的初始化默認(rèn)狀態(tài)，然后可信硬件設(shè)備重新執(zhí)行初始化與自 檢，并由可信計(jì)算平臺(tái)再次對(duì)可信硬件設(shè)備進(jìn)行身份檢查、完整性檢查和工作狀態(tài)的檢查； 如果問者沒有收到檢查失敗的警告，則可信計(jì)算平臺(tái)繼續(xù)執(zhí)行對(duì)可信硬件設(shè)備的完整性檢 查和工作狀態(tài)檢查；C.5如果訪問者強(qiáng)制可信硬件設(shè)備恢復(fù)到初始化默認(rèn)狀態(tài)之后，仍然不能通過可信計(jì) 算平臺(tái)對(duì)該可信硬件設(shè)備的完整性檢查和工作狀態(tài)檢查，則可信計(jì)算平臺(tái)禁止用戶繼續(xù)使 用該可信硬件設(shè)備，并向用戶發(fā)出警告信號(hào)，由用戶對(duì)該可信硬件設(shè)備進(jìn)行更換；更換后的 可信硬件設(shè)備，需要重新進(jìn)行初始化與自檢、可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的身份檢查，以 及可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備進(jìn)行的完整性檢查和工作狀態(tài)檢查；D、可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的更新操作下發(fā)更新數(shù)據(jù)的操作方法D. 1當(dāng)可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備進(jìn)行固件代碼、工作模式配置信息、控制策略配置 信息或會(huì)話密鑰的更新時(shí)，需要先約定可信計(jì)算平臺(tái)與可信硬件設(shè)備之間的通信方式；D. 2可信計(jì)算平臺(tái)通過約定的通信方式，向可信硬件設(shè)備發(fā)送更新命令； D. 3可信硬件設(shè)備收到更新命令后，通過約定的通信方式，向可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送反饋信 號(hào)；如果可信硬件設(shè)備沒有收到更新命令，則可信硬件設(shè)備不向可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送任何信 號(hào)；D. 4當(dāng)可信計(jì)算平臺(tái)收到反饋信號(hào)后，通過約定的通信方式，向可信硬件設(shè)備的可信模 塊下發(fā)更新數(shù)據(jù)和更新數(shù)據(jù)的編號(hào)；更新數(shù)據(jù)包括固件代碼、工作模式配置信息、控制策 略配置信息或會(huì)話密鑰；如果可信計(jì)算平臺(tái)沒有收到反饋信號(hào)，則可信計(jì)算平臺(tái)重新向可 信硬件設(shè)備發(fā)送更新命令；如果仍然無(wú)法接收到可信硬件設(shè)備的反饋信號(hào)，則可信計(jì)算平 臺(tái)停止此次對(duì)可信硬件設(shè)備的更新操作，并通知訪問者，由訪問者檢查、恢復(fù)或者更換該可 信硬件設(shè)備；當(dāng)用戶對(duì)可信硬件設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)制恢復(fù)或者更換后，需要重新執(zhí)行可信硬件設(shè) 備的初始化與自檢、可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的身份檢查，以及可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信 硬件設(shè)備的完整性檢查和工作狀態(tài)檢查，并且在上述檢查通過后，才可以執(zhí)行可信計(jì)算平 臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的更新操作；如果更換的設(shè)備仍然無(wú)法使用，要么繼續(xù)更換新的可信硬 件設(shè)備，要么不再使用該類型的可信硬件設(shè)備；D. 5可信硬件設(shè)備的可信模塊將收到的更新數(shù)據(jù)和更新數(shù)據(jù)的編號(hào)，分別存儲(chǔ)在固件 存儲(chǔ)單元、配置存儲(chǔ)單元、策略存儲(chǔ)單元和保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，并立即通過約定的通信方 式，向可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送確認(rèn)信號(hào)；如果可信硬件設(shè)備的可信模塊沒有收到更新數(shù)據(jù)和更 新數(shù)據(jù)的編號(hào)，則可信硬件設(shè)備的可信模塊向可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送重發(fā)更新數(shù)據(jù)的請(qǐng)求；如 果重新發(fā)送請(qǐng)求后，可信硬件設(shè)備的可信模塊仍然不能收到可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送的更新數(shù)據(jù) 和更新數(shù)據(jù)的編號(hào)，則可信硬件設(shè)備終止此次更新操作； 發(fā)送切換信號(hào)的操作方法D. 6可信計(jì)算平臺(tái)收到確認(rèn)信號(hào)后，通過約定的通信方式，向可信硬件設(shè)備發(fā)送切換 信號(hào)和更新數(shù)據(jù)的編號(hào)，并等待可信硬件設(shè)備的確認(rèn)信號(hào)；切換信號(hào)包括固件代碼切換 信號(hào)、工作模式切換信號(hào)、控制策略切換信號(hào)和會(huì)話密鑰切換信號(hào)；如果可信計(jì)算平臺(tái)沒有 收到可信硬件設(shè)備發(fā)送的確認(rèn)信號(hào)，則可信計(jì)算平臺(tái)重新向可信硬件設(shè)備發(fā)送切換信號(hào)和 更新數(shù)據(jù)的編號(hào)；如果仍然無(wú)法接收到可信硬件設(shè)備的反饋信號(hào)，則可信計(jì)算平臺(tái)停止此 次對(duì)可信硬件設(shè)備的更新操作，并通知訪問者，由訪問者檢查、恢復(fù)或者更換該可信硬件設(shè) 備；當(dāng)用戶對(duì)可信硬件設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)制恢復(fù)或者更換后，需要重新執(zhí)行可信硬件設(shè)備的初始 化與自檢、可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的身份檢查，以及可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備 的完整性檢查和工作狀態(tài)檢查，并且在上述檢查通過后，才可以執(zhí)行可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信 硬件設(shè)備的更新操作；如果更換的設(shè)備仍然無(wú)法使用，要么繼續(xù)更換新的可信硬件設(shè)備，要 么不再使用該類型的可信硬件設(shè)備；D. 7可信硬件設(shè)備的可信模塊收到切換信號(hào)和更新數(shù)據(jù)的編號(hào)后，立即通過約定的通 信方式，向可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送確認(rèn)信號(hào)；否則，可信硬件設(shè)備立即通過約定的通信方式，向 可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送重發(fā)切換信號(hào)和更新數(shù)據(jù)的編號(hào)的請(qǐng)求；如果可信硬件設(shè)備的可信模塊 仍然無(wú)法收到切換信號(hào)和更新數(shù)據(jù)的編號(hào)，則可信硬件設(shè)備終止可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件 設(shè)備的更新操作；D. 8可信計(jì)算平臺(tái)收到確認(rèn)信號(hào)后，立即向訪問者發(fā)送按動(dòng)可信硬件設(shè)備的更新按鈕 的提示信號(hào)；如果可信計(jì)算平臺(tái)沒有收到可信硬件設(shè)備發(fā)送的確認(rèn)信號(hào)，則可信計(jì)算平臺(tái)重新向可信硬件設(shè)備發(fā)送切換信號(hào)和更新數(shù)據(jù)的編號(hào)；如果仍然無(wú)法接收到可信硬件設(shè)備 的反饋信號(hào)，則可信計(jì)算平臺(tái)停止此次對(duì)可信硬件設(shè)備的更新操作，并通知訪問者，由訪問 者檢查、恢復(fù)或者更換該可信硬件設(shè)備；當(dāng)用戶對(duì)可信硬件設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)制恢復(fù)或者更換后， 需要重新執(zhí)行可信硬件設(shè)備的初始化與自檢、可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的身份檢查， 以及可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的完整性檢查和工作狀態(tài)檢查，并且在上述檢查通過 后，才可以執(zhí)行可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備的更新操作；如果更換的設(shè)備仍然無(wú)法使用， 要么繼續(xù)更換新的可信硬件設(shè)備，要么不再使用該類型的可信硬件設(shè)備；D. 9當(dāng)訪問者按下可信硬件設(shè)備的更新按鈕后，可信硬件設(shè)備的可信模塊立即對(duì)總線 控制器進(jìn)行控制策略切換操作，并命令可信硬件設(shè)備的基本功能電路執(zhí)行固件代碼切換和 工作模式切換；切換操作執(zhí)行后，可信硬件設(shè)備通過約定的通信方式，向可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送 確認(rèn)信號(hào)；如果訪問者在可信計(jì)算平臺(tái)規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，沒有按動(dòng)可信硬件設(shè)備的更新按鈕， 則可信計(jì)算平臺(tái)取消此次更新操作，并通過操作系統(tǒng)通知訪問者； 刪除更新數(shù)據(jù)的操作方法D. 11如果可信計(jì)算平臺(tái)需要?jiǎng)h除可信硬件設(shè)備中不再使用的更新數(shù)據(jù)，則通過約定的 通信方式，向可信硬件設(shè)備發(fā)送刪除更新數(shù)據(jù)的命令和更新數(shù)據(jù)的編號(hào)；D. 12可信硬件設(shè)備根據(jù)刪除更新數(shù)據(jù)的命令和更新數(shù)據(jù)的編號(hào)，由可信模塊檢查更新 數(shù)據(jù)的編號(hào)對(duì)應(yīng)的更新數(shù)據(jù)是否正在使用；如果不使用，則刪除固件存儲(chǔ)單元、配置存儲(chǔ)單 元、策略存儲(chǔ)單元和保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中與更新數(shù)據(jù)編號(hào)對(duì)應(yīng)的更新數(shù)據(jù)，并向可信計(jì)算 平臺(tái)發(fā)送刪除成功的返回信號(hào)；如果更新數(shù)據(jù)的編號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)不存在或者正在使用，則 取消此次刪除操作，并向可信計(jì)算平臺(tái)發(fā)送刪除數(shù)據(jù)不存在或者正在使用的返回信號(hào)；D. 13當(dāng)可信計(jì)算平臺(tái)收到可信硬件設(shè)備發(fā)送的刪除更新數(shù)據(jù)成功的返回信號(hào)后，結(jié)束 對(duì)可信硬件設(shè)備的數(shù)據(jù)更新操作；當(dāng)可信計(jì)算平臺(tái)收到可信硬件設(shè)備發(fā)送的刪除數(shù)據(jù)不存 在或者正在使用的返回信號(hào)后，可信計(jì)算平臺(tái)對(duì)可信硬件設(shè)備進(jìn)行的刪除更新數(shù)據(jù)的操作 結(jié)束。
全文摘要
一種可信硬件設(shè)備及其使用方法屬于可信計(jì)算領(lǐng)域。可信硬件設(shè)備中具有控制功能的可信模塊，負(fù)責(zé)對(duì)可信硬件設(shè)備進(jìn)行工作狀態(tài)檢查和完整性檢查。檢查內(nèi)容包括但不限于基本硬件功能電路的固件代碼、工作模式配置信息、控制策略配置信息、會(huì)話密鑰、設(shè)備證書、基于可信交互的受控功能和基本硬件功能電路的工作狀態(tài)等?？尚拍K可以驗(yàn)證可信計(jì)算平臺(tái)數(shù)字簽名或者加密的包括固件代碼、工作模式配置信息、控制策略配置信息、會(huì)話密鑰和設(shè)備證書的數(shù)據(jù)包，將驗(yàn)證后的數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)于可信硬件設(shè)備的固件存儲(chǔ)單元、配置存儲(chǔ)單元、策略存儲(chǔ)單元和保密數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中。本發(fā)明為可信計(jì)算平臺(tái)提供一個(gè)判斷硬件設(shè)備可信性和可信度的判斷手段。
文檔編號(hào)G06F13/38GK101901318SQ20101023751
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者劉毅, 毛軍捷, 沈昌祥, 胡俊 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)