「TCG 规范解读」第12章 TPM工作组 TCG身份验证研讨

可信计算组织（Ttrusted Computing Group,TCG）是一个非盈利的工业标准组织，它的宗旨是加强在相异计算机平台上的计算环境的安全性。TCG于2003年春成立，并采纳了由可信计算平台联盟（the Trusted Computing Platform Alliance,TCPA）所开发的规范。现在的规范都不是最终稿，都还在不断的更新中，比如：TPM的规范就从原来的v1.0更新到v1.2，现在还在不断的修订。

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更方便、低成本、高安全的方式强化私钥：认证案例研究

1.充分利用认证和身份管理

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多因素身份认证

身份认证可以通过多种因素进行验证，比如你有什么、你是什么、你知道什么、基于时间的认证、基于生物特征的认证。

图1 多因素身份认证比例

 从图1 可以看出来，单因素认证占比 26%，双因素认证占比 29%，三因素认证占比 12%，而依赖于应用或者场景的认证（通常都多于一种）占比 31%。

通常，我们认为认证的因素越多，就越安全。那么目前企业主要面临哪些安全挑战呢？

图2 企业面临的安全威胁

 图2 绿色为 2011数据，蓝色为 2010 年数据。从图中可以看出企业所面临的安全挑战主要是管理安全的复杂性、安全策略的执行、外部攻击者造成的数据泄漏、资产风险等。

身份认证是保证安全的第一步，目前多因素认证采用的具体方式有哪些呢？

图3 认证因素使用

 目前使用比较多的认证因素是证书方式，占比 61%，硬件令牌占比 57%，软件令牌（消息验证）占比 38%，智能卡占比 30%，生物识别占比 22%，电话认证占比 11%，其他占比 5%。

近年来，数据泄漏造成的损失逐渐增加。

图4 数据泄漏损失

 2008年 数据泄漏造成的损失 600 多万美金、2010年增加到了 700 多万美金。

图5 造成数据泄漏的类型

 图5可以看出，大部分数据泄漏是恶意软件（病毒、蠕虫、僵尸程序）造成的，占比 80% 多，钓鱼占比 50% 多，web/软件应用漏洞占比 40%，操作系统攻击占比 30% 多，拒绝服务攻击占比 20% 多，移动应用注入占比 20%。

针对以上问题，建议采取的措施如下：

• 和商务合作伙伴实施远程服务前身份认证策略，将身份管理进入安全基线
• 除了密码以外，允许管理员对用户 ID 设置访问控制策略
• 建立身份管理基线时做好优先级计划
• 创建一致的基准

PwC 的低成本、强认证方案

挑战

• 多因素认证系统都是独立选择

PKI 和 一次性密钥 OTP 混合、终端用户需要面临多种认证接口、认证成本高。

• 市面上的多因素认证偏弱

我们已经破解了基于软件实现的 OTP、Windows 上 jailbeak 软件可以用来做点事情。

• 双因素认证的安全强度越来越受到考验。

目标

• 复用已有系统来降低成本：启动成本和维护成本
• 更灵活的覆盖更多的实用需求
• 使用基于硬件防篡改的安全方案代替软件方案

双因素认证：

我们知道什么：用户 ID + 密钥

我们有什么：私钥和公钥证书、OTP 种子数据、集成两者的设备

我们尽量减少我们是什么的使用，比如生物学，因为这比较容易变化，也容易变得无效。

关键决策

区分内外部用户

内部用户的设备由 PwC管理，配置可以更改以及升级，而外部用户的设备不受 PwC 管理，并且不允许升级，内外部的安全策略也不同。

使用 PKI 还是 OTP令牌

• PKI 使用的更广泛

1. 无线局域网中的EAP-TLS、EAP-PEAP等
2. web 应用和远程 VPN SSLv3
3. 事后支持 OTP

• PKI 可以用作单因素认证或者多因素认证
• OTP 方案更多的需求服务器和客户端、使得升级变得复杂
• PoW 的 PKI 方案成本是 OTP 的一半左右
• 对于外部用户，部署 PKI 比较费劲
• 综上，可以在内部使用 PKI，外部使用 SMS 验证或者基于知识的验证 KBA

如何防止 PKI 篡改

• 三个选择： TPM、智能卡、USB dongle；
• 对于三者都不需要对应用进行修改，使用微软 CAPI 实现兼容性
• TPM 成本最低 1x，智能卡高一些 2x，USB dongle最高 3x
• TPM 位于笔记本内，不容易丢
• 有些国家限制 TPM 的使用
• 对于老电脑，需要重新清除 TPM
• TPM 不用额外邮寄
• TPM 不能用在其他设备上
• 综上，我们可以在 PC 上使用 TPM，在受限制的国家或者Mac 上使用其他两种

TPM

• 已经集成在笔记本上，数亿台
• 基于开放的标准
• 支持 FIPS 140-2 三级保护级别
• 没有硬件费用
• 能够阻止 jailbreak 等相关工具
• 在 PC 的生命周期管理中影响很小，只需要简单的配置
• PoW 软件和TPM 配合的很好，几乎不用任何改动

案例结果 RA VPN

当你要连入 PwC VPN网络时，需要：

1. 你拥有的第一因素：证书和私钥
2. 你知道的 PIN 码来解锁你的私钥
3. 第二个因素：GUID和GUID 密码

经验

Softex 多因素认证策略

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参考

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• FIPS 202, SHA-3 Standard: Permutation-Based Hash and Extendable-Output Functions

• GB/T 32907-2016: Information security technology—SM4 block cipher algorithm

• GB/T 32918.1-2016: Information security technology—Public key cryptographic algorithm SM2 based on elliptic curves—Part 1: General

• GB/T 32918.2-2016: Information security technology—Public key cryptographic algorithm SM2 based on elliptic curves—Part 2: Digital signature algorithm

• GB/T 32918.3-2016: Information security technology—Public key cryptographic algorithm SM2 based on elliptic curves—Part 3: Key exchange protocol

• GB/T 32918.4-2016: Information security technology—Public key cryptographic algorithm SM2 based on elliptic curves—Part 4: Public key encryption algorithm

• GB/T 32918.5-2017: Information security technology—Public key cryptographic algorithm SM2 based on elliptic curves—Part 5: Parameter definition

• IEEE Std 1363TM-2000, Standard Specifications for Public Key Cryptography

• IEEE Std 1363a™-2004 (Amendment to IEEE Std 1363™-2000), IEEE Standard Specifications for Public Key Cryptography- Amendment 1: Additional Techniques

• IETF RFC 8017, Public-Key Cryptography Standards (PKCS) #1: RSA Cryptography Specifications Version 2.2

• IETF RFC 7748, Elliptic Curves for Security • IETF RFC 8032, Edwards-Curve Digital Signature Algorithm (EdDSA)

• ISO/IEC 9797-2, Information technology — Security techniques — Message authentication codes (MACs) — Part 2: Mechanisms using a dedicated hash-function

• ISO/IEC 10116, Information technology — Security techniques — Modes of operation for an nbit block cipher

• ISO/IEC 10118-3, Information technology — Security techniques — Hash-functions — Part 3: Dedicated hash functions

• ISO/IEC 14888-3, Information technology -- Security techniques -- Digital signature with appendix -- Part 3: Discrete logarithm based mechanisms

• ISO/IEC 15946-1, Information technology — Security techniques — Cryptographic techniques based on elliptic curves — Part 1: General

• ISO/IEC 18033-3, Information technology — Security techniques — Encryption algorithms — Part 3: Block ciphers

• ISO/IEC 19772, Information technology — Security techniques — Authenticated encryption • NIST SP800-108, Recommendation for Key Derivation Using Pseudorandom Functions (Revised)

• NIST SP800-56A, Recommendation for Pair-Wise Key Establishment Schemes Using Discrete Logarithm Cryptography (Revised)

• NIST SP800-38C, Recommendation for Block Cipher Modes of Operation: The CCM Mode for Authentication and Confidentiality

• NIST SP800-38D, Recommendation for Block Cipher Modes of Operation: Galois/Counter Mode (GCM) and GMAC

术语

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TCG，可信计算组织；

TPM，可信平台模块；

可信度量，主体通过密码学方法对客体进行度量的方法；

皮格马利翁效应心理学指出，赞美、赞同能够产生奇迹，越具体，效果越好~

“收藏夹吃灰”是学“器”练“术”非常聪明的方法，帮助我们避免日常低效的勤奋~