【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及可信計算機(jī)領(lǐng)域，應(yīng)用于多路cpu場景中，具體涉及一種多路cpu可信平臺及其啟動方法。
技術(shù)介紹
1、隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，計算機(jī)系統(tǒng)的安全性成為日益重要的議題。為了確保系統(tǒng)從啟動到運(yùn)行過程中的完整性與安全性，可信計算技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其中，可信平臺模塊tpm和可信計算基tcb作為關(guān)鍵技術(shù)被廣泛采用。可信度量是可信計算的核心環(huán)節(jié)之一，它通過驗證硬件和軟件的狀態(tài)，確保系統(tǒng)未被未經(jīng)授權(quán)的修改或惡意入侵。
2、傳統(tǒng)的度量流程通常依賴于tpm或者同樣作為可信平臺模塊的變體tcm(trustedcomputing?module)，在系統(tǒng)啟動過程中，通過執(zhí)行保存在可信平臺模塊tcm中的可度量核心根crtm來發(fā)起對關(guān)鍵硬件信息和操作系統(tǒng)核心文件的可信度量。在多路cpu架構(gòu)的系統(tǒng)中，實現(xiàn)可信度量還面臨著額外挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)方式結(jié)合了復(fù)雜可編程邏輯器件cpld來度量多個cpu的可信固件。該過程涉及對每個cpu的bios固件進(jìn)行單獨(dú)度量，以確保它們在啟動前未被篡改。
3、在典型的多路cpu可信度量方案中，tcm首先通過cpld讀取第一個cpu的bios固件數(shù)據(jù)，并進(jìn)行度量。一旦度量成功，該流程將重復(fù)應(yīng)用于后續(xù)的每個cpu，直到所有bios固件都被驗證無誤。此時，tcm向cpld發(fā)出信號，允許各cpu訪問其相應(yīng)的bios固件數(shù)據(jù)，從而開始上電啟動過程。
4、然而，這種逐個度量的方法存在顯著缺陷，尤其是在cpu數(shù)量較多的情況下。隨著cpu路數(shù)的增加，整個度量過程的時間成本急劇上升，顯著延長了系統(tǒng)啟動時間，這不僅降
5、鑒于現(xiàn)有技術(shù)的局限性，迫切需要開發(fā)一種新的多路cpu可信度量方法，以解決啟動時間過長的問題，同時需保證系統(tǒng)的可信度和安全性不受影響。理想的方法應(yīng)對能夠在不犧牲安全性的前提下，有效縮短度量時間，提升系統(tǒng)整體性能。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、基于
技術(shù)介紹
中的現(xiàn)狀，本專利技術(shù)的目的在于解決當(dāng)前多路cpu度量方法中隨著cpu路數(shù)的增加會成倍增加可信平臺啟動時間的問題，因此提出了一種多路cpu可信平臺及其啟動方法。本專利技術(shù)將各路cpu對應(yīng)的bios固件數(shù)據(jù)讀取至cpld中并進(jìn)行一致性比對，若比對成功，則將bios固件數(shù)據(jù)傳輸給tcm進(jìn)行度量，度量成功后，各路cpu相應(yīng)啟動。通過本專利技術(shù)的方案，能夠在保證平臺安全性的前提下，縮短可信平臺的度量時間，有效提升用戶體驗。
2、本專利技術(shù)采用了以下技術(shù)方案來實現(xiàn)目的：
3、一種多路cpu可信平臺，所述平臺具有可信度量控制電路，可信度量控制電路連接有可信平臺模塊tcm和復(fù)雜可編程邏輯器件cpld；所述平臺還內(nèi)置有可信度量控制程序，可信度量控制程序工作于tcm和cpld上；可信度量控制程序用于在多路cpu可信平臺復(fù)位并開始啟動時，將各路cpu對應(yīng)的bios狀態(tài)保持一致，控制cpld采集各路cpu對應(yīng)的bios固件數(shù)據(jù)并進(jìn)行比對，在比對一致后調(diào)用tcm的可信度量服務(wù)對其中一路bios固件實施可信度量，度量成功后通過cpld進(jìn)行通道選通，完成多路cpu可信平臺的啟動。
4、具體的，可信平臺模塊tcm用于建立以tcm芯片為信任根的計算平臺任務(wù)鏈，通過tcm芯片控制計算平臺的啟動、i/o接口和系統(tǒng)配置；可信平臺模塊tcm連接有主板、可信固件和外圍設(shè)備，共同為應(yīng)用多路cpu可信平臺的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件提供可信度量、可信存儲和可信報告服務(wù)。
5、具體的，可信度量控制程序由多個硬件模塊提供運(yùn)行支持，多個硬件模塊分別為：crtm模塊、cpld驅(qū)動模塊、bios固件驅(qū)動模塊、控制信號產(chǎn)生模塊、邏輯控制電路驅(qū)動模塊和可編程控制電路驅(qū)動模塊。
6、進(jìn)一步的，可信度量控制程序用于：當(dāng)多路cpu可信平臺復(fù)位時，tcm首先執(zhí)行crtm，并通過cpld對bios固件發(fā)送狀態(tài)統(tǒng)一指令，使各路cpu對應(yīng)的bios固件的狀態(tài)保持一致；隨后，tcm給cpld發(fā)送采集各路cpu對應(yīng)的bios固件數(shù)據(jù)的指令，cpld進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)采集完成后，cpld對各路cpu對應(yīng)的bios固件數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，若比對一致，tcm調(diào)用可信度量服務(wù)，對其中一路bios固件實施可信度量，度量成功后給cpld發(fā)送通道選通指令，啟動多路cpu可信平臺。
7、本專利技術(shù)同時提供一種多路cpu可信平臺的啟動方法，所述方法的硬件基礎(chǔ)為前述的多路cpu可信平臺；所述方法包括如下步驟：
8、s1、多路cpu可信平臺加電啟動，通過可信度量控制電路保持各路cpu，使tcm作為可信根首先啟動，獲取可信度量權(quán)；
9、s2、tcm通過cpld給各路cpu發(fā)送復(fù)位信號，各路cpu接收復(fù)位信號后不進(jìn)行對應(yīng)bios固件數(shù)據(jù)的讀取；同時對bios固件發(fā)送狀態(tài)統(tǒng)一指令，使各路cpu對應(yīng)的bios固件的狀態(tài)保持一致；
10、s3、tcm給cpld發(fā)送采集各路cpu對應(yīng)的bios固件數(shù)據(jù)的指令，cpld進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，在采集完成后，cpld對各路cpu對應(yīng)的bios固件數(shù)據(jù)進(jìn)行比對；
11、s4、獲取比對結(jié)果，當(dāng)各路cpu對應(yīng)的bios固件數(shù)據(jù)比對一致時，cpld將任意一路cpu對應(yīng)的bios固件數(shù)據(jù)發(fā)送給tcm，tcm對該bios固件數(shù)據(jù)進(jìn)行度量；
12、s5、獲取度量結(jié)果，當(dāng)度量成功時，tcm給cpld發(fā)送通道選通指令，各路cpu開始讀取其對應(yīng)的bios固件數(shù)據(jù)，tcm的可信度量權(quán)傳遞給bios固件，bios固件完成度量工作，啟動多路cpu可信平臺。
13、綜上所述，由于采用了本技術(shù)方案，本專利技術(shù)的有益效果如下：
14、在確保平臺安全性的前提下，本專利技術(shù)能夠大幅縮短可信平臺的度量時間，尤其是對于bios固件相同的多路cpu架構(gòu)。通過在cpld中進(jìn)行數(shù)據(jù)比對，僅需度量一路cpu的bios固件即可確認(rèn)所有cpu的安全狀態(tài)，從而避免了對每一路cpu進(jìn)行冗余度量，顯著提升了啟動速度。
15、本專利技術(shù)在縮短啟動時間的同時，保持了度量流程的安全可信。一旦cpld中的數(shù)據(jù)比對失敗，即刻將異常信息反饋給可信平臺模塊tcm，由tcm采取相應(yīng)措施，如關(guān)閉可信平臺，防止?jié)撛诘陌踩{進(jìn)入系統(tǒng)，確保了整個度量過程的嚴(yán)密性和可靠性。
16、通過減少可信度量時間，本專利技術(shù)顯著提升了用戶在高安全等級的多路cpu可信計算平臺上的使用體驗。快速啟動能力對于實時性和響應(yīng)速度要求高的應(yīng)用尤為重要，例如金融交易、云服務(wù)和大規(guī)模數(shù)據(jù)處理等場景。
17、本專利技術(shù)的方法在現(xiàn)有tcm性能不變的情況下，通過優(yōu)化cpld中的數(shù)據(jù)比對策略，有效解決了多路cpu可信平臺啟動時間過長的問題。這使得技術(shù)升級的成本降低，易于在現(xiàn)有的可信計算基礎(chǔ)設(shè)施上實施，同時也為未來的技術(shù)演進(jìn)提供了靈活空間。
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1.一種多路CPU可信平臺，其特征在于：所述平臺具有可信度量控制電路，可信度量控制電路連接有可信平臺模塊TCM和復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD；所述平臺還內(nèi)置有可信度量控制程序，可信度量控制程序工作于TCM和CPLD上；可信度量控制程序用于在多路CPU可信平臺復(fù)位并開始啟動時，將各路CPU對應(yīng)的BIOS狀態(tài)保持一致，控制CPLD采集各路CPU對應(yīng)的BIOS固件數(shù)據(jù)并進(jìn)行比對，在比對一致后調(diào)用TCM的可信度量服務(wù)對其中一路BIOS固件實施可信度量，度量成功后通過CPLD進(jìn)行通道選通，完成多路CPU可信平臺的啟動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路CPU可信平臺，其特征在于：可信平臺模塊TCM用于建立以TCM芯片為信任根的計算平臺任務(wù)鏈，通過TCM芯片控制計算平臺的啟動、I/O接口和系統(tǒng)配置；可信平臺模塊TCM連接有主板、可信固件和外圍設(shè)備，共同為應(yīng)用多路CPU可信平臺的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件提供可信度量、可信存儲和可信報告服務(wù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多路CPU可信平臺，其特征在于：可信平臺模塊TCM包括多個功能組件，分別為：執(zhí)行引擎、控制裁決引擎、非易失性/易失性存
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路CPU可信平臺，其特征在于：可信度量控制程序由多個硬件模塊提供運(yùn)行支持，多個硬件模塊分別為：CRTM模塊、CPLD驅(qū)動模塊、BIOS固件驅(qū)動模塊、控制信號產(chǎn)生模塊、邏輯控制電路驅(qū)動模塊和可編程控制電路驅(qū)動模塊；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多路CPU可信平臺，其特征在于：可信度量控制程序用于：當(dāng)多路CPU可信平臺復(fù)位時，TCM首先執(zhí)行CRTM，并通過CPLD對BIOS固件發(fā)送狀態(tài)統(tǒng)一指令，使各路CPU對應(yīng)的BIOS固件的狀態(tài)保持一致；隨后，TCM給CPLD發(fā)送采集各路CPU對應(yīng)的BIOS固件數(shù)據(jù)的指令，CPLD進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)采集完成后，CPLD對各路CPU對應(yīng)的BIOS固件數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，若比對一致，TCM調(diào)用可信度量服務(wù)，對其中一路BIOS固件實施可信度量，度量成功后給CPLD發(fā)送通道選通指令，啟動多路CPU可信平臺。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多路CPU可信平臺，其特征在于：可信度量控制程序還用于：數(shù)據(jù)采集完成后，CPLD對各路CPU對應(yīng)的BIOS固件數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，若比對不一致的次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)比對閾值，則TCM關(guān)閉多路CPU可信平臺；若存在比對不一致的情況但次數(shù)未達(dá)到預(yù)設(shè)比對閾值，則TCM進(jìn)行BIOS固件的可信恢復(fù)，并在恢復(fù)完成后令CPLD重新進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多路CPU可信平臺，其特征在于：可信度量控制程序還用于：各路CPU對應(yīng)的BIOS固件數(shù)據(jù)的比對一致后，TCM調(diào)用可信度量服務(wù)，對其中一路BIOS固件實施可信度量時，若度量失敗的次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)度量閾值，則TCM關(guān)閉多路CPU可信平臺；若存在度量失敗的情況但次數(shù)未達(dá)到預(yù)設(shè)度量閾值，則TCM進(jìn)行BIOS固件的可信恢復(fù)，并在恢復(fù)完成后令CPLD重新進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路CPU可信平臺，其特征在于：可信度量控制電路由連接TCM的邏輯控制電路、連接CPLD的可編程控制電路、以及連接TCM的主板上的接口電路組成；TCM和CPLD均通過可信度量控制電路來控制各路CPU的復(fù)位信號，以及各路CPU對BIOS固件的數(shù)據(jù)訪問通道，進(jìn)而控制整個可信度量過程；當(dāng)任意一路CPU對應(yīng)的BIOS固件損壞或異常時，TCM控制該路CPU的復(fù)位信號來使其處于復(fù)位狀態(tài)，同時通過CPLD控制其BIOS固件的訪問通道，此時可信度量控制電路用于依據(jù)度量過程中收到的來自TCM的控制信號，控制整個可信度量過程。
9.一種多路CPU可信平臺的啟動方法，其特征在于：所述方法的硬件基礎(chǔ)為如權(quán)利要求1所述的多路CPU可信平臺；所述方法包括如下步驟：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多路CPU可信平臺的啟動方法，其特征在于：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種多路cpu可信平臺，其特征在于：所述平臺具有可信度量控制電路，可信度量控制電路連接有可信平臺模塊tcm和復(fù)雜可編程邏輯器件cpld；所述平臺還內(nèi)置有可信度量控制程序，可信度量控制程序工作于tcm和cpld上；可信度量控制程序用于在多路cpu可信平臺復(fù)位并開始啟動時，將各路cpu對應(yīng)的bios狀態(tài)保持一致，控制cpld采集各路cpu對應(yīng)的bios固件數(shù)據(jù)并進(jìn)行比對，在比對一致后調(diào)用tcm的可信度量服務(wù)對其中一路bios固件實施可信度量，度量成功后通過cpld進(jìn)行通道選通，完成多路cpu可信平臺的啟動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路cpu可信平臺，其特征在于：可信平臺模塊tcm用于建立以tcm芯片為信任根的計算平臺任務(wù)鏈，通過tcm芯片控制計算平臺的啟動、i/o接口和系統(tǒng)配置；可信平臺模塊tcm連接有主板、可信固件和外圍設(shè)備，共同為應(yīng)用多路cpu可信平臺的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件提供可信度量、可信存儲和可信報告服務(wù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多路cpu可信平臺，其特征在于：可信平臺模塊tcm包括多個功能組件，分別為：執(zhí)行引擎、控制裁決引擎、非易失性/易失性存儲單元、真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器、算法引擎、平臺配置寄存器pcr和定時器，各個功能組件由輸入輸出橋接單元進(jìn)行地址空間的映射；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多路cpu可信平臺，其特征在于：可信度量控制程序由多個硬件模塊提供運(yùn)行支持，多個硬件模塊分別為：crtm模塊、cpld驅(qū)動模塊、bios固件驅(qū)動模塊、控制信號產(chǎn)生模塊、邏輯控制電路驅(qū)動模塊和可編程控制電路驅(qū)動模塊；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多路cpu可信平臺，其特征在于：可信度量控制程序用于：當(dāng)多路cpu可信平臺復(fù)位時，tcm首先執(zhí)行crtm，并通過cpld對bios固件發(fā)送狀態(tài)統(tǒng)一指令，使各路cpu對應(yīng)的bios固件的狀態(tài)保持一致；隨后，tcm給cpld發(fā)送采集各路cpu對應(yīng)的bios固件數(shù)據(jù)的指令，cpld進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)采集完成后，cp...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱江凌，王遠(yuǎn)強(qiáng)，唐六華，彭浩，劉英，
申請(專利權(quán))人：中國電子科技集團(tuán)公司第三十研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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