基于ProVerif的可信平台模块安全分析

击 及针 对共 享 授 权 口令 的安 全 攻 击 ＿ ７ ＿ ８ ＿ 。这 使
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ ０ ６ — ０ ６ 作者简介 ： 李宏宇（ １ ９ ７ ９ 一） ， 男， 工程师 ， 硕士， 主要研 究方 向 为计算 机 网 络 与 安 全 、 可 信 计 算 等． Ｅ — ｍａ ｉ ｌ ： ｌ ｉ ｈ ｏ ｎ ｇ ｙ ｕ ｓ ｘ＠
个 ＡＰ Ｉ 所 执 行 的动 作 集 合 。 因此 ， Ｔ Ｐ Ｍ 的 模
型 可形 式化 的定义 为 ：
定义 １ ＴＰ Ｍ 模 型
Ｔｐ ｍＭｏ ｄ ｅ ｌ 一 ！ Ｕｓ ｅ ｒ 。 Ｉ ！Ｔ ｐ ｍｉ Ｉ Ｕｓ ｅ ｒ ｋ ｌ
Ｔｐｍ， ，Ｕ ｓ ｅ ｒ ｉ ，Ｕ ｓ ｅ ｒ ｋ∈ Ｕ ｓ ｅ ｒ ， Ｔｐ ｍｉ ． Ｔｐｍｌ∈
得对 Ｔ Ｐ Ｍ 模 块 本 身 的 安 全 性 分 析 工 作 更 加
重要 。
笔者 利用演 算对 可信 平 台模 块进 行 了形式
化建 模 ， 并 利用 该 模 型对 Ｔ Ｐ Ｍ 的 ＴＰ Ｍ—
功能 ： 安 全存储 、 平 台身 份认 证和 平 台完整 性度 量与 报告 。Ｔ Ｐ Ｍ 将 密 钥 存 储 在 只 有 ＴＰ Ｍ 可 访 问的 隔离 内存 区域 。Ｔ Ｐ Ｍ 的 密钥 是 以树 的
因此 ， ＴＰ Ｍ 的安 全性 非 常重 要 。然 而 ， 在 Ｔ Ｃ Ｇ 提供 的标 准 中 ， 以 自然 语 言 形 式 描 述 ＴＰ Ｍ 模 块 ＡＰ Ｉ 的方式 很难确 保模 块本 身 的安全 性。
１ Ｔ Ｐ Ｍ 的 建模
１ ． １ Ｔ Ｐ Ｍ 模 型
通常 ， 用 户 通 过 调 用 ＴＰ Ｍ 提供 的 ＡＰ Ｉ 来
Ｃ ｅ ｒ ｔ ｉ ｆ ｙ Ｋｅ ｙ命 令进 行 安 全 性 分 析 。最 后 ， 经 模
型 自动化 分 析 工 具 Ｐ ｒ ｏ Ｖｅ ｒ ｉ ｆ 的 验 证 发 现 了该 命令存 在 的安全 漏 洞 。
形式 组 织 的 ， 树 的根 用 于存 储 根密 钥 。每 个 密
钥都 和 １个 授权 数 据 关 联 ， 在 使 用密 钥 时 需要 用 户提 供 与 授权 数 据 相 关 的知 识 ， 以证 明 用 户 知道 与该 密钥 相对 应 的授权 数据 。在可信 计算 规 范 中规 定访 问 ＴＰ Ｍ 的密 钥 需要 使 用 授 权协 议来 证 明访 问者 的合 法性 。在 ２台计算 机交 互 前， 挑战方会依据 Ｔ Ｐ Ｍ 提 供 的 完 整性 证 据 对 终 端做 可信评 估 ， 并据 此做 出是 否会 话 的决策 。
近 年来 ， 陆续有针对 Ｔ Ｐ Ｍ 规 范 的 安 全 漏 洞 被
发 现 。 比如 ： Ｂ ｒ ｕ ｓ ｃ ｈ ｉ 在 ２ ０ ０ ５年 发 现 了 Ｔ Ｐ Ｍ 的对象 无关 授权 协议 容易 遭受 重放 攻击 的安 全 漏 洞［ ６ ； Ｃ ｈ ｅ ｎ分 别 于 ２ ０ ０ ９年 和 ２ ０ １ ０年发 现 了 针对 Ｔ Ｐ Ｍ 授 权协议 中的 弱 口令 的 离线 猜 测 攻
第 ２ １卷
第 Βιβλιοθήκη Baidu期
北京 石油 化工 学 院学报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ
Ｐｅ ｔ ｒ ｏ — ｃ ｈｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏｇ ｙ
Ｖｏ １ ． ２１ ＮＯ ． ４
中图分类号 ： ＴＰ ３ ０ ９ 文献标志码 ： Ａ
可信 计 算组 织 （ Ｔ ｒ ｕ ｓ ｔ ｅ ｄ Ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｇｒ ｏ ｕ ｐ ，Ｔ Ｃ Ｇ） 针 对 ＴＰ Ｍ 提 出了 一套 可信 计 算
规范 。 目前 ， 该 规 范 已经 成 为 事 实上 的工 业 标 准和 Ｉ Ｓ Ｏ／ Ｉ Ｅ Ｃ的标准＿ １ ］ 。Ｔ Ｐ Ｍ 提 供 了 ３种
可 信 平 台模 块 进行 了 形 式 化 建 模 ， 并 利 用 该 模 型对 模 块 中 的 密 钥 签 署命 令 进 行 安 全 性 分 析 。最 后 ， 经 模 型 自动 化 分 析 工 具 Ｐ ｒ ｏ Ｖｅ ｒ ｉ ｆ 的验 证 发 现 了该 命 令 存 在 的安 全 漏 洞 。 关键词 ： 可 信 计 算 ；可 信 平 台模 块 ；演 算 ；Ｐ ｒ ｏ Ｖ ｅ ｒ ｉ ｆ
Ｄｅ ｃ ． ２ ０１ ３
２ ０ １ ３年 １ ２月
基于 Ｐ ｒ ｏ Ｖ ｅ ｒ ｉ ｆ 的 可 信 平 台模 块 安 全 分 析
李宏 宇
（ 山 西 省 财 政 税 务 专 科 学 校 现 代 教 育 技 术 中心 ， 山西 太原 ０ ３ ０ ０ ２ ４ ）
摘要 ： 可 信 平 台模 块 是 可 信 计 算 技 术 的关 键 部件 ， 其 安 全 性 直 接 影 响 可 信 评 估 的结 果 。 使 用 演 算 对
１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｎ 。 ｒ
Ｔｐ ｍ， 且 ≠愚 ， Ｊ ≠ｚ ， 符 号 ！表 示可 重复 进行 。
１ ． ２ 认 证 性 属 性 建 模
用 户调 用 ＴＰ Ｍ ＡＰ Ｉ 的认证涉及到 Ｔ Ｐ Ｍ 对 用户 的认 证与用 户 对 Ｔ Ｐ Ｍ 的认 证 两方 面 的
使得 计 算 平 台满 足某 种 安 全 属 性 。用 户 调 用
ＡＰ Ｉ 的过 程可 以抽 象 为用 户进 程 与 ＴＰ Ｍ 进程
的并 发交 互 过程 。参照 文献 ［ ９ ］ ， 可 信计 算机规
范 的命令 集合 可定 义 Ｔｐ ｍ一 ｛ Ｔ ｐ ｍ ｌ ｉ ∈Ｎ ） ， 每 １个 Ｔｐ ｍｉ 就对 应 １个命 令 ， 即 １个 ＡＰ Ｉ 函 数 。相 应 的 用 户 进 程 集 合 可 定 义 为 Ｕｓ ｅ ｒ 一 ｛ Ｕｓ ｅ ｒ 。 Ｉ ｉ ∈Ｎ ） ， 每一个 Ｕｓ ｅ ｒ 。 表示 用户调 用 １