基于Duplication Authority的TPM2.0密钥迁移协议

《TPM-Rev-2.0-Part-1-Architecture-01.38》国际标准允许用户基于密钥复制接口设计迁移协议,此复制接口通过innerwrap和outerwrap为密钥迁移提供机密性、完整性和认证性.但研究发现,基于该复制接口来设计密钥迁移协议存在3个问题:其一是缺少交互双方TPM的相互认证,会导致密钥能够在敌手和TPM间迁移;其二是当迁移密钥的属性encryptedDuplication=0且新父密钥的句柄newParentHandle=TPM_RH_NULL时,复制接口不能实施innerwrap和outerwrap,迁移密钥将以明文传输而造成泄露;其三当新父密钥是对称密钥时,innerwrap中的对称加密密钥以及outerwrap中的密钥种子如何在源TPM与目标TPM之间安全交换,《TPM-Rev-2.0-Part-1-Architecture-01.38》并没有给出具体的解决办法.针对上述问题,提出了基于Duplication Authority的密钥迁移协议.该协议以Duplication Authority为认证和控制中心,将密钥迁移过程分为初始化阶段、认证和属性获取阶段以及控制和执行阶段.Duplication Authority通过判定密钥的复制属性和类型、新父密钥的密钥类型和句柄类型来决定迁移流程.考虑了各种合理的属性组合,共设计了12种迁移流程.最后对该协议进行了安全分析和实验验证,结果显示,该协议不仅完全满足《TPM-Rev-2.0-Part-1-Architecture-01.38》规范,而且可以保证迁移密钥的完整性、机密性和认证性.

TPM 2.0密钥迁移协议研究

国际规范《TPM-Rev-2.0-Part-1-Architecture-01.38》允许用户基于密钥复制接口来设计密钥迁移协议以实现芯片间密钥的共享,并在复制过程中通过innerwrap和outerwrap为复制密钥提供机密性、完整性和认证性.本文首先对规范《TPM-Rev-2.0-Part-1-Architecture-01.38》中密钥复制接口进行了深入分析,讨论了密钥复制接口中innerwrap和outerwrap存在的不足;然后基于密钥复制接口设计了密钥迁移协议,并发现该密钥迁移协议存在的三个问题:(1)是缺少交互双方TPM的相互认证,会导致密钥能够在敌手和TPM间迁移;(2)是当复制密钥的属性encrypted Duplication=0且新父密钥的句柄newParent Handle=TPM_RH_NULL时,复制接口不能实施innerwrap和outerwrap,复制密钥将以明文传输而造成泄露;(3)是当新父密钥是对称密钥时,innerwrap中的对称加密密钥以及outerwrap中的密钥种子如何在源TPM与目标TPM之间安全交换,《TPM-Rev-2.0-Part-1-Architecture-01.38》并没有给出具体的解决办法.最后通过模拟实验证明了这三个问题确实存在.