TPM功能编程入门与实践

"这篇文档是关于TPM（Trusted Platform Module）编程的介绍，主要通过TSS（Trusted Software Stack）库来实现TPM的各种功能。作者David Challener来自约翰霍普金斯大学应用物理实验室。文档内容涵盖了一系列TPM功能的实现步骤，包括错误报告、内存管理、授权、密钥管理、数据绑定、密封数据、签名、NVRAM、PCR（Platform Configuration Registers）、随机数生成器、哈希计算以及所有者可移除密钥的场景应用。" TPM（Trusted Platform Module）是一种硬件安全模块，设计用于提供加密和安全性服务，如密钥存储、数字签名和完整性测量。它遵循TCG（Trusted Computing Group）的标准。TSS（Trusted Software Stack）则是一组软件库，提供了与TPM交互的接口，使得开发者能够利用TPM的功能。 在开始编程之前，你需要确保你的机器已经安装了必要的环境，例如Fedora 12或Ubuntu Linux，并且已经安装了gcc编译器以及TSS库（在Fedora中可以使用`yum install trousers`命令安装）。 1. 错误报告：在TPM操作中，错误处理是至关重要的，因为TPM可能由于各种原因返回错误代码。通过TSS库，你可以捕获并解析这些错误，以便进行适当的故障排除。 2. 内存管理：TPM操作通常涉及敏感数据，因此必须正确管理内存，确保数据的安全清除，防止信息泄露。 3. 授权：TPM功能通常需要使用密码或授权值来访问，这涉及到授权管理，包括创建、存储和使用这些授权。 4. 密钥管理：TPM可以生成、存储和管理密钥，这包括密钥的生成、导入、导出和删除。密钥可以在TPM内部安全地存储，防止被未授权的访问。 5. 数据绑定：TPM可以将数据绑定到特定的硬件状态或PCR值，确保数据只能在特定条件下使用，增强了数据的安全性。 6. 封密封数据：TPM可以将数据密封，使得只有当系统满足特定条件时（如特定PCR值匹配）才能解封。 7. 签名：TPM可以用于创建数字签名，验证文件或消息的完整性和来源。 8. NVRAM：TPM提供了非易失性存储空间（NVRAM），可以在断电后保留数据，常用于存储密钥和配置信息。 9. PCR：PCR用于记录系统的固件和引导过程中的重要事件，可以用来验证系统的完整性。 10. 随机数生成器（RNG）：TPM包含一个高质量的随机数生成器，用于创建不可预测的随机数据，是加密操作的重要组成部分。 11. 哈希计算：TPM支持多种哈希算法，如SHA-1和SHA-256，用于计算数据的散列值，以验证数据的完整性和一致性。 12. 所有者可移除密钥：TPM允许所有者在必要时移除某些密钥，以应对密钥丢失或泄露的情况。 13. 场景应用：文档中可能包含一个或多个示例场景，演示如何在实际应用中使用上述功能，比如创建安全通信通道、验证系统状态等。 通过这个文档，开发者将能够更好地理解和掌握如何利用TPM和TSS库来实现安全相关的功能，从而提升系统的整体安全性能。