Trusted execution technology что это
Trusted eXecution Technology
(TXT)
Это абсолютно новая концепция безопасности. В ее основе лежит эксклюзивное использование части ресурсов компьютера каждым конкретным приложением. Она охватывает практически все подсистемы компьютера: выделение памяти, мониторинг системных событий, связь чипсета и памяти, хранение данных, устройства ввода (клавиатура и мышь), вывод графической информации.
Каждой защищенной программе процессор выделяет свой изолированный раздел оперативной памяти и другие необходимые ей ресурсы. В эту закрытую среду не может вмешаться никакое другое приложение.
Обеспечивается шифрование данных, сохраняемых приложением на носителе. С носителя они могут быть извлечены только при помощи того же модуля, который осуществлял шифрование.
Защите подлежит и ввод данных, включая передачу данных по USB и даже «кликанье» мышкой. У вредоносной программы не остается возможности отследить поток данных c устройств ввода. Программы-кейлогеры вместо данных с клавиатуры получат набор случайных символов.
Шифруются также графические данные, передаваемые в кадровый буфер видеокарты. Вредоносные программы не могут сделать скриншот и послать его хакеру.
Защитить можно и ядро операционной системы, загружая его в специальную изолированную область памяти. Кроме того, TXT имеет встроенную систему самоконтроля (аттестацию), предусматривающую проверку компонентов TXT на целостность. В случае провала аттестации компьютер не загрузится.
Таким образом, в сфере компьютерной безопасности технология TXT является значительным шагом вперед. Однако для практического использования всех ее преимуществ требуется ее поддержка системной логикой материнской платы, а также соответствующее программное обеспечение.
Люди обычно оценивают процессор по количеству ядер, тактовой частоте, объему кэша и других показателях, редко обращая внимание на поддерживаемые им технологии.
Отдельные из этих технологий нужны только для решения специфических заданий и в «домашнем» компьютере вряд ли когда-нибудь понадобятся. Наличие же других является непременным условием работы программ, необходимых для повседневного использования.
Так, полюбившийся многим браузер Google Chrome не работает без поддержки процессором SSE2. Инструкции AVX могут в разы ускорить обработку фото- и видеоконтента. А недавно один мой знакомый на достаточно быстром Phenom II (6 ядер) не смог запустить игру Mafia 3, поскольку его процессор не поддерживает инструкции SSE4.2.
Если аббревиатуры SSE, MMX, AVX, SIMD вам ни о чем не говорят и вы хотели бы разобраться в этом вопросе, изложенная здесь информация станет неплохим подспорьем.
Одной из особенностей компьютеров на базе процессоров AMD, которой они выгодно отличаются от платформ Intel, является высокий уровень совместимости процессоров и материнских плат. У владельцев относительно не старых настольных систем на базе AMD есть высокие шансы безболезненно «прокачать» компьютер путем простой замены процессора на «камень» из более новой линейки или же флагман из предыдущей.
Если вы принадлежите к их числу и задались вопросом «апгрейда», эта небольшая табличка вам в помощь.
В таблицу можно одновременно добавить до 6 процессоров, выбрав их из списка (кнопка «Добавить процессор»). Всего доступно больше 2,5 тыс. процессоров Intel и AMD.
Пользователю предоставляется возможность в удобной форме сравнивать производительность процессоров в синтетических тестах, количество ядер, частоту, структуру и объем кэша, поддерживаемые типы оперативной памяти, скорость шины, а также другие их характеристики.
Дополнительные рекомендации по использованию таблицы можно найти внизу страницы.
В этой базе собраны подробные характеристики процессоров Intel и AMD. Она содержит спецификации около 2,7 тысяч десктопных, мобильных и серверных процессоров, начиная с первых Пентиумов и Атлонов и заканчивая последними моделями.
Информация систематизирована в алфавитном порядке и будет полезна всем, кто интересуется компьютерной техникой.
Таблица содержит информацию о почти 2 тыс. процессоров и будет весьма полезной людям, интересующимся компьютерным «железом». Положение каждого процессора в таблице определяется уровнем его быстродействия в синтетических тестах (расположены по убыванию).
Есть фильтр, отбирающий процессоры по производителю, модели, сокету, количеству ядер, наличию встроенного видеоядра и другим параметрам.
Для получения подробной информации о любом процессоре достаточно нажать на его название.
Проверка стабильности работы центрального процессора требуется не часто. Как правило, такая необходимость возникает при приобретении компьютера, разгоне процессора (оверлокинге), при возникновении сбоев в работе компьютера, а также в некоторых других случаях.
В статье описан порядок проверки процессора при помощи программы Prime95, которая, по мнению многих экспертов и оверлокеров, является лучшим средством для этих целей.
ПОКАЗАТЬ ЕЩЕ 
СОДЕРЖАНИЕ
Подробности
Желаемой характеристикой алгоритма криптографического хеширования является то, что (для всех практических целей) результат хеширования (называемый хеш-дайджестом или хешем) любых двух модулей будет давать одно и то же значение хеш-функции только в том случае, если модули идентичны.
Измерения
Цепочка доверия
Измерения модулей кода ACM и BIOS расширены до PCR0, который, как говорят, содержит статический корень измерения доверия (CRTM), а также измерения доверенной вычислительной базы BIOS (TCB). BIOS измеряет дополнительные компоненты в PCR следующим образом:
Динамическая цепочка доверия начинается, когда операционная система вызывает специальную инструкцию безопасности, которая сбрасывает динамические PCR (PCR17–22) до значений по умолчанию и запускает измеряемый запуск. Первое динамическое измерение выполняется аппаратными средствами (то есть процессором) для измерения другого модуля с цифровой подписью (называемого SINIT ACM), который также предоставляется производителем набора микросхем и чья подпись и целостность проверяются процессором. Это называется динамическим корнем измерения доверия (DRTM).
Целостность LCP и ее списки заведомо исправных измерений защищены путем хранения хеш-измерения политики в TPM в защищенном энергонезависимом месте, которое может быть изменено только владельцем платформы.
Выполнить как надежная ОС
Как только LCP удовлетворяется, SINIT ACM позволяет MLE работать в качестве доверенной ОС, разрешая доступ к специальным регистрам безопасности и разрешая доступ TPM Locality 2 на уровне 2. Теперь MLE может выполнять дополнительные измерения динамических PCR. Динамические ПЦР содержат измерения:
Заявление
Значения ПЦР доступны как локально, так и удаленно. Кроме того, TPM имеет возможность поставить цифровую подпись для значений PCR (т. Е. Котировки PCR), чтобы любой объект мог проверить, что измерения исходят от TPM и защищены им, что позволяет удаленной аттестации обнаруживать фальсификацию, повреждение и т. Д. и вредоносное ПО. Кроме того, эти значения можно использовать для определения среды выполнения (конкретная версия BIOS, уровень ОС, конфигурация и т. Д.) И сравнения их с собственными списками заведомо исправных значений для дальнейшей категоризации платформы. Эта возможность оценивать и назначать уровни доверия платформам известна как Trusted Compute Pools.
Некоторые примеры использования доверенных вычислительных пулов:
Trusted Execution Environment на примере Intel SGX. Основные принципы простыми словами. «Hello World!»
Данная статья направлена, прежде всего, на начинающего специалиста, который только
приступил к исследованию методов и способов обеспечения информационной безопасности исполняемого программного кода. С такой задачей рано или поздно сталкиваются все разработчики ПО и системные инженеры, что и произошло на одном из проектов компании Альтирикс системс, в рамках которого необходимо было реализовать защищенное исполнение программного кода в условно не защищенной среде. Для чего, помимо, уже известных и хорошо описанных методов и средств защиты информации, была выбрана, достаточно редко применяемая в российских проектах технология Trusted Execution Environment (TEE) или, говоря по-русски, технология доверенных сред исполнения. Конкретно в этой статье мы решили описать практический пример использования анклавов процессора Intel для доверенной среды исполнения кода (Intel Software Guard Extensions или SGX).
Доверенные среды исполнения поддерживаются далеко не только процессорами данного производителя. Также, TEE поддерживается рядом процессоров AMD (Secure Execution Environment, Secure Technology), процессорами с архитектурой ARM (TrustZone), процессорами с архитектурой RISC-V. Кроме того, TEE поддерживается современными мейнфреймами IBM Z. Мы же выбрали Intel SGX для своего примера поскольку считаем, что на момент написания статьи (лето 2020г.) процессоры Intel наиболее популярны и доступны для начинающих специалистов на постсоветском пространстве. С полным перечнем моделей процессоров Intel с поддержкой Intel SGX можно ознакомиться на сайте Intel в разделе Intel product specifications (ARK), выбрав для поиска соответствующую технологию. И да, возможно, воспользоваться эмуляциями Intel SGX для учебных или исследовательских целей. Работа с несколькими из таких эмуляций выявила ряд сложностей в их настройке. Также нужно понимать, что для реальных “боевых” проектов никакая эмуляция технологии основанной на аппаратом функционале, естественно, недопустима.
Любой ваш отзыв, особенно, с замечаниями и дополнениями от специалистов уже имеющих опыт применения TEE в своих проектах, или же с вопросами от тех, кто точно так же только начинает погружаться в эту технологию, поспособствуют более детальному раскрытию данной темы в следующих статьях. Заранее спасибо!
Введение
Основной вопрос, который мы задаем в начале пути изучения доверенных сред исполнения: можем ли мы доверять компонентам системы компьютера? А если можем, то каким? Разработчики, а в частности инженеры Intel, дают на этот вопрос однозначный ответ: никому, кроме самого Intel. Что под этим подразумевается? Предлагаю поподробнее в этом разобраться.
Кольца привилегий
В целях безопасности, компоненты системы любого компьютера разделены по уровням привилегий. Во всех современных системах, базирующихся на процессорах Intel и не только, реализована кольцевая система уровней привилегий. От внешнего к внутреннему идет расширение полномочий для кода, который обрабатывается в данный момент процессором.
Кольцо №3. На внешнем кольце располагаются все пользовательские приложения, которые мы используем на компьютере в повседневной жизни, они имеют низший уровень доступа.
Кольцо №2 и №1. На данных уровнях располагаются операционные системы и драйвера устройств.
Кольцо №0. Режим супервизора. Здесь расположено ядро операционной системы (управление периферий, распределение ресурсов между процессами), а также системные драйвера.
Кольцо №-1. Гипервизор. Отвечает за распределение ресурсов в случае, если на компьютере одновременно запущены несколько операционных систем, а также отвечает за их изоляцию.
Кольцо №-2. Режим системного управления (SMM – System Management Mode). Управляет энергообеспечением системы, управляет платами расширения.
Мы можем формировать всё новые и новые кольца для ограничения полномочий компонентов иерархии, создавая всё более сложную и нагруженную систему. Однако, таким образом работа для злоумышленника только облегчится: чем сложнее система, тем проще найти в ней уязвимость. Но каким же образом обеспечить дополнительный уровень безопасности там, где это требуется? Ответ состоит из одного слова.
Анклавы
Основной задачей злоумышленника является получение уровня привилегий, который обеспечил бы ему доступ к необходимым ресурсам системы. Если это секрет приложения-жертвы, то злонамеренному приложению необходим именно тот уровень доступа, который отвечает за хранение секретов в системе. Отсюда напрашивается вывод, что управление секретами приложений стоит доверить самому внутреннему кольцу, ведь доступ туда получить сложнее всего. Однако, данный подход был несколько переосмыслен. Теперь все секреты хранятся на одном уровне с пользовательскими приложениями, как и код, который этими секретами управляет за одним условием: никто, абсолютно никто, кроме процессора, не может получить туда доступ. Программа и данные как бы упакованы в хранилище, в данном случае это хранилище называется анклавом (Enclave – закрытый, запертый), ключ от которого есть только у процессора.
Приложения, работающие с доверенной средой
Доверенная часть представляет из себя набор функций и процедур, называемых ECALL (Enclave Call). Сигнатура таких функций должна быть прописана в специальном header-файле, а их реализация в файле с исходным кодом. В целом, подход схож с тем, что мы используем при обычном прописывании хедеров, однако, в данном контексте используется специальный C-подобный язык EDL (Enclave Definition Language). Также необходимо прописать прототипы тех функций, которые можно будет вызвать изнутри анклава, такие функции называются OCALL (Outside Call). Прототипы прописываются в том же хедере, где и ECALL-функции, а реализация, в отличие от ECALL, прописывается соответственно в недоверенной части приложения.
Доверенный и недоверенный код жестко связываются между собой сертификацией с использованием протокола Диффи-Хеллмана. За процедуру подписи отвечает процессор, где и хранится ключ обмена информации, обновляющийся каждый раз при перезагрузке системы. Содержимое анклавов хранится в общей памяти, используемой пользовательскими приложениями, однако хранение происходит в зашифрованном виде. Расшифровать содержимое может только процессор. В идеализированном мире, где код анклавов прописан без единого бага, а все железо работает точно так, как это задумал производитель и никак иначе, мы бы получили универсальную, полностью защищенную систему. Основным достоинством данной системы является исполнение секретной части на том же процессоре, где исполняются все остальные программы, в том числе и пользовательские.
Однако, в последние несколько лет перед широкой аудиторий предстало большое количество микроархитектурных уязвимостей современных процессоров, позволяющих получить доступ внутрь анклава: Foreshadow (уязвимость класса Spectre), SGAxe, Zombieload, CacheOut и многие другие. Нет никакой гарантии того, что это список не пополнится очередной серьезной аппаратной уязвимостью, программное исправление которой не иначе как программной «заплаткой» назвать будет нельзя. Возможно, мы доживем до того времени, когда миру будет представлена абсолютно новая архитектура процессоров, в которой будут исправлены все недостатки, а пока, стоит говорить о том, что у нас есть под рукой. А под рукой у нас есть универсальный, мощный инструмент, серьезно повышающий безопасность современных систем. Повышающий настолько, что он реализован в той или иной интерпретации в миллиардах устройств по всему миру: от умных часов, смартфонов до огромных вычислительных кластеров.
Hello world!
Перейдем от теории к практике. Напишем небольшую программу, которая реализует ставшую уже каноничной задачу: вывести строку «Hello world!». В данной интерпретации укажем ещё и место, откуда будет отправлено послание.
Для начала необходимо скачать и установить SDK для работы с SGX с официального сайта. Для скачивания необходимо пройти простую процедуру регистрации. На этапе установки будет предложено интегрировать пакет разработки в имеющуюся на компьютере версию VS, сделайте это. Всё готово для успешной реализации первого проекта с использованием SGX.
Запускаем VS и создаем проект Intel SGX.
Выбираем имя для проекта и для решения и ждем «далее».
Далее будет предложено выбрать конфигурацию проекта, ничего не меняйте, оставьте те значения, которые предложены изначально.
Затем добавьте к созданному решение ещё один проект: обычное консольное приложение C++.
В результате в диалоговом окне проектов должна получиться следующая картина:
Затем необходимо связать анклав с недоверенной частью. Жмем правой кнопкой на проект «Untrusted part».
Далее необходимо изменить некоторые свойства проектов.
Это необходимо проделать для корректной работы программы. Повторяем действия для обоих проектов.
Также необходимо обозначить в свойствах решения главный проект.
Всё, наша программа готова к реализации.
В данной программе будет 3 файла, с которыми мы будем работать: Enclave.edl (тот самый хедер), Enclave.cpp (прописана реализация ECALL’ов), Untrusted Part.cpp (главный файл проекта – недоверенная часть).
Поместим в файлы следующий код:
Жмем f7 – собираем решение, а затем ctrl+f5 для запуска.
Если у вас выдало ошибку следующего содержания:
убедитесь, что в BIOS активирован Intel SGX: Bios: Security/IntelSGX/Enabled.
В случае, если никаких ошибок не последовало, а перед экраном на консоли вы увидели следующие строки:
Технология TXT состоит из последовательно защищённых этапов обработки информации и основана на улучшенном модуле TPM (подробнее о нём модно прочесть в нашем обзоре ноутбука с использованием TPM). В основе системы лежит безопасное исполнение программного кода. Каждое приложение, работающее в защищённом режиме, имеет эксклюзивный доступ к ресурсам компьютера, и в его изолированную среду не сможет вмешаться никакое другое приложение. Ресурсы для работы в защищённом режиме физически выделяются процессором и набором системной логики. Безопасное хранение данных означает их шифрование при помощи всё того же TPM. Любые зашифрованные TPM данные могут быть извлечены с носителя только при помощи того же модуля, что осуществлял шифрование.
Intel также разработала систему безопасного ввода данных. У вредоносной программы не будет возможности отследить поток данных на входе компьютера, а кейлоггер получит только бессмысленный набор символов, поскольку все процедуры ввода (включая передачу данных по USB и даже мышиные клики) будут зашифрованы. Защищённый режим приложения позволяет передавать любые графические данные в кадровый буфер видеокарты только в зашифрованном виде, таким образом, вредоносный код не сможет сделать скриншот и послать его хакеру. Кроме того, зашифрована может быть лишь часть информации – например, какое-то определённое окно с сообщением, которое останется для всех других приложений просто невидимым. Защита предусмотрена и для ядра ОС, загружаемого в специальную изолированную область памяти.
Защита безопасности на аппаратном уровне – огромный шаг вперёд. Даже если вирусы не будут побеждены окончательно, конфиденциальность информации сохранять станет намного проще. TXT имеет встроенную систему самоконтроля, так называемую аттестацию, проходя которую компоненты TXT проверяются на целостность, а в случае провала одного из тестов компьютер просто не загрузится. Работа с памятью в TXT чем-то похожа на работу пользователя с разделами жёсткого диска: каждому приложению процессор во время запуска будет выделять свой изолированный раздел оперативной памяти. Возможны в системе и общие, незащищённые разделы памяти. Таким образом, TXT охватывает практически все подсистемы компьютера
* Выделение памяти;
* мониторинг системных событий;
* связь чипсета и памяти;
* подсистемы хранения данных;
* устройства ввода (клавиатура и мышь) ;
* вывод графической информации.
Разработка технологии TXT сейчас находится на финишной прямой. Впервые она будет применена на практике в 2007 году на компьютерах, поддерживающих платформу vPro. В потребительский сектор TXT попадёт только после того, как прочно обоснуется среди профессиональных систем.
технология защиты информации,
системный антивирус, можно так сказать;
расшифровывается так:
Trusted Execution Technology (TXT) технология доверенного выполнения, также ещё называется LaGrande
В неё входят:
Защищенное выполнение (Protected Execution): эта возможность разрешает приложениям выполняться в изолированных окружениях, чтобы оставаться максимально защищенными от другого программного обеспечения, работающего на этой же платформе. Ни одна другая программа не сможет следить за выполнением приложения или его данными. Кроме того, каждое приложение, которое выполняется в этом режиме, имеет свои собственные физически разделенные ресурсы.
Надежное хранение (Sealed Storage): новые чипы TPM могут хранить и шифровать все ключи на аппаратном уровне, причем, расшифровать их можно только на компьютере, в котором установлен конкретный чип TPM. Любые попытки скопировать данные извне приведут к получению зашифрованной информации.
Защищенный ввод (Protected Input): Интел разрабатывает механизм, который предотвратит неавторизованное наблюдение за устройствами ввода, например, отслеживание щелчков мыши и нажатий клавиш на клавиатуре. Шифроваться будет ввод не только от стандартных устройств ввода, но и данные, которые передаются по шине USB. Надеемся, это не отразится на производительности и скорости передачи данных.
Защита графики (Protected Graphics): приложения, которые выполняются в защищенной среде, получат возможность шифрования графического вывода. Данные, которые передаются видеокарте, будут шифроваться и тоже не смогут быть получены не авторизованным кодом. Например, может быть зашифрована информация, которая отображается простой программой-дневником, а все остальные окна будут оставаться незащищенными.
Защищенный запуск (Protected Launch): эта функция TXT будет контролировать и защищать критические части операционной системы и другие, связанные с системой компоненты от несанкционированного доступа во время запуска. Например, компоненты ядра системы защищаются во время и после запуска.
Intel® Trusted Execution Technology: White Paper
Intel® Trusted Execution Technology: White Paper
This paper describes a highly scalable architecture called Intel® Trusted Execution Technology (Intel® TXT) that provides hardware-based security technologies to build a solid foundation for security. Built into Intel’s silicon, these technologies address the increasing and evolving security threats across physical and virtual infrastructure by complementing runtime protections such as anti-virus software. Intel TXT also can play a role in meeting government and industry regulations and data protection standards by providing a hardware-based method of verification useful in compliance efforts.
Intel TXT is specifically designed to harden platforms from the emerging threats of hypervisor attacks, BIOS, or other firmware attacks, malicious root kit installations, or other software-based attacks. It increases protection by allowing greater control of the launch stack through a Measured Launch Environment (MLE) and enabling isolation in the boot process. More specifically, it extends the Virtual Machine Extensions (VMX) environment of Intel® Virtualization Technology (Intel® VT), permitting a verifiably secure installation, launch, and use of a hypervisor or operating system (OS).