防病毒程序、防火墻、合規(guī)性管理、安全通信協(xié)議和其他方法可提供自上而下的安全性。自上而下的安全性在機器的啟動周期的后期啟動，它主要關(guān)注密封系統(tǒng)的外部攻擊面（將壞東西拒之門外并保守秘密）。如果只使用自上而下的安全技術(shù)，那么軟件的較低、最關(guān)鍵的層通常容易受到攻擊。

TCG 的硬件/固件/軟件方法為可以關(guān)閉此漏洞的所有層提供了完整的自下而上的防御。圖 1 顯示了自上而下和自下而上的防御如何結(jié)合起來提供“縱深防御”。

圖 1. 傳統(tǒng)的自上而下的安全方法與TCG的自下而上的技術(shù)相比。

支持可信計算的固件建立在“可傳遞信任鏈”之上，并使用核心信任根測量 （CRTM） 從引導(dǎo)期間在系統(tǒng)上運行的第一條指令建立系統(tǒng)測量。CRTM 啟動了實現(xiàn)縱深防御和保護所有計算設(shè)備（包括聯(lián)網(wǎng)傳感器）所必需的自下而上的安全性。

啟動固件、操作系統(tǒng)（包括實時操作系統(tǒng) （RTOS））和受信任的應(yīng)用程序?qū)⑷娴拇a測量放在 TPM 的可編程配置寄存器 （PCR） 中，以構(gòu)建其可傳遞信任鏈。這些度量值位于 TPM 中，不能被惡意代碼更改，被 TPM 中的函數(shù)廣泛使用。

使用 TSS 2.0 作為功能強大且方便的 TPM 軟件服務(wù)，以下是使用 TPM PCR 提供的一些主要功能：

通過自身或與其他類型的授權(quán)結(jié)合使用來授權(quán)各種 TPM 操作，以實現(xiàn)多重身份驗證

密封系統(tǒng)機密（密鑰等），以保護它們免受潛在惡意軟件的泄露

系統(tǒng)

安全運行狀況的證明 注意：使用 TPM 的證明允許可靠地檢查系統(tǒng)的代碼度量值。惡意固件無法更改或模擬基于 TPM 的證明，因為它無法看到對用于證明的 PCR 摘要進行簽名所需的 TPM 常駐/機密證明密鑰。

TPM還具有傳統(tǒng)硬件安全模塊（HSM）或智能卡的所有功能。使用 TSS 2.0 與 TPM 2.0 接口的 PKCS#11 軟件提供了傳統(tǒng)上隨這些設(shè)備提供的所有功能。這使得許多使用 HSM 和智能卡的應(yīng)用程序可以輕松移植到具有 TPM 2.0 的系統(tǒng)中。

TPM 2.0 是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 （ISO） 標(biāo)準(zhǔn)。它是構(gòu)建基于硬件的信任根的國際標(biāo)準(zhǔn)。世界貿(mào)易組織（WTO）成員不得對ISO標(biāo)準(zhǔn)化安全設(shè)備進行進出口管制。這有利于在全球范圍內(nèi)運送設(shè)備，而不會因為旨在規(guī)范TPM和其他硬件安全模塊的貿(mào)易壁壘而阻止它們進入市場。它已經(jīng)或?qū)⒁恢付檎?，關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和其他安全合規(guī)感知項目（包括帶有傳感器的項目）的提案請求書（RFP）中的必需項目。

交易系統(tǒng) 2.0

TCG 的 TSS 2.0 是用于使用 TPM 的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序編程接口 （API）。借助 TSS 2.0 的跨平臺支持，用戶可以輕松地跨平臺移動應(yīng)用程序。

應(yīng)該注意的是，一些供應(yīng)商使用術(shù)語“TSS”來描述其專有或非標(biāo)準(zhǔn)TPM軟件。在許多情況下，來自政府和具有安全意識的行業(yè)的 RFP 要求確實/將專門確定 TCG TSS 2.0 以滿足和 RFP 響應(yīng)的要求。使用TSS 2.0可以提高這些領(lǐng)域組織增加安全性的信心，因為他們知道它是由TCG開發(fā)并由TCG的安全專家審查的。TCG TSS 2.0 規(guī)范可在 TCG 網(wǎng)站上找到。

安全程序員還可以通過 TSS 2.0 獲取 TPM 的關(guān)鍵服務(wù)：

與 TPM 通信時所需的編組/取消編組服務(wù)

多個 TPM 應(yīng)用程序可以不受干擾地使用相同的 TPM

對從軟件到 TPM 的數(shù)據(jù)流進行加密，從而阻止側(cè)信道（硬件探測）攻擊。

注意：這是通用標(biāo)準(zhǔn) EAL 4+ 認(rèn)證所必需的，這是許多客戶要求的

簡化使用 TPM 的應(yīng)用程序所需的上下文和會話管理

TSS 2.0 還提供了：

用于與 TPM 通信的同步和異步函數(shù)調(diào)用模型

分層軟件模型，允許不同級別的抽象（取決于所使用的 TSS 層），簡化了使用 TPM

的任務(wù) 注意：分層軟件模型還為不同的代碼占用提供了可擴展的解決方案，從最小的物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 設(shè)備（如傳感器節(jié)點）到服務(wù)器應(yīng)用程序

TSS 2.0 軟件模型的各層如圖 2 所示。

圖 2.TCG 的 TSS 2.0 的分層架構(gòu)提供了包括傳感器節(jié)點在內(nèi)的應(yīng)用靈活性。

TSS 2.0 層執(zhí)行以下功能：

設(shè)備驅(qū)動程序管理與 TPM 設(shè)備通信的電子總線。TPM 設(shè)備驅(qū)動程序現(xiàn)已在 Linux 和 Windows 中可用。其他操作系統(tǒng)和 RTOS 可能需要修改或自定義的驅(qū)動程序。

選項卡和資源管理器允許多個應(yīng)用程序和內(nèi)核共享 TPM 資源。此代碼和設(shè)備驅(qū)動程序是 TSS 2.0 軟件堆棧中特定于操作系統(tǒng)的兩部分。

TPM 命令傳輸接口 （TCTI） 允許開發(fā)程序員以平臺上的硬件 TPM 以外的 TPM（例如，軟 TPM）為目標(biāo)。這是調(diào)試TPM軟件的一個非常方便的功能，并允許實現(xiàn)遠程TPM。

系統(tǒng) API （SAPI） 是與 TPM 交互的最低級別（最不抽象）方式。它不需要文件系統(tǒng)或堆。它可以與啟動固件集成，也可以用于最小的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

增強型系統(tǒng) API （ESAPI） 具有更輕松的上下文管理，并提供加密到 TPM 的數(shù)據(jù)流的能力，從而阻止側(cè)信道攻擊（對 EAL4+ 至關(guān)重要）。

功能 API （FAPI） 提供了 TSS 1.2 所不具備的新易用性。它允許程序員與 TPM 接口，而無需成為 TPM 專家。

TSS 2.0 API 采用簡潔的編程技術(shù)，遵循行業(yè)公認(rèn)的最佳軟件實踐。這允許程序員（包括最初編寫代碼的程序員）返回并使用TSS 2.0輕松閱讀，理解和修改應(yīng)用程序。當(dāng)您考慮到您的代碼必須由各種程序員在產(chǎn)品通常很長的生命周期中理解，維護，測試和可能認(rèn)證時，這是一個非常重要的因素。

TSS 2.0 中的干凈編程技術(shù)包括：

無功能過載 – 確保高語義內(nèi)容

強類型檢查 – 無可變參數(shù)（參數(shù)數(shù)量可變）變量

無全局變量

人類可以理解的有意義的變量名稱和函數(shù)名稱

TSS 2.0 API 還提供了強大的代碼版本控制和版本控制。這可確保可以識別每個版本的代碼行為更改的詳細信息。除非版本更改，否則將保持向后代碼兼容性。

其他合規(guī)性

TSS 2.0 API 的設(shè)計特征包括符合汽車工業(yè)軟件可靠性協(xié)會 （MISRA）。這對于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、汽車和細分市場中的軟件安全合規(guī)性至關(guān)重要，在這些領(lǐng)域，安全是一個關(guān)鍵問題。但是，底層 TSS 2.0 實現(xiàn)可能符合 MISA 標(biāo)準(zhǔn)，也可能不符合 MISA 標(biāo)準(zhǔn)，因此有必要與 TSS 2.0 供應(yīng)商聯(lián)系，以了解 MISRA 合規(guī)性是否超出 TSS 2.0 API 擴展到實際的 TSS 實施（注意：板載安全 TSS 2.0 符合 MISRA 標(biāo)準(zhǔn)）。

審核編輯：郭婷