可信计算实验操作指南：TPM模拟器与TSS应用

可信计算实验指导书及其所需材料 本实验指导书旨在帮助学生将理论知识与实践相结合，在Linux操作系统中，使用tmpm模拟器以及TSS（Trusted Software Stack）软件栈，以实现一系列可信计算相关的功能。可信计算是指使用硬件和软件的结合，来确保计算过程的安全性和可信性。可信计算的核心组件之一是TPM（Trusted Platform Module），这是一个安全的微控制器，用于保护加密密钥、密码以及数字证书等敏感数据。TPM的存在，可以防止恶意软件攻击计算机系统的完整性。 实验内容涵盖了以下几个方面： 1. 远程证明（Remote Attestation）：远程证明是指系统能够证明其软件和硬件配置的完整性给远程的验证者，确保系统没有被恶意软件篡改。在可信计算环境中，TPM可以用于远程证明，通过提供一个不可伪造的报告，以证明平台的可信状态。 2. 密钥迁移（Key Migration）：密钥迁移是指在保证密钥安全的前提下，将密钥从一个平台迁移到另一个平台的能力。TPM支持密钥迁移功能，可以在不泄露密钥内容的情况下，安全地将密钥迁移到另一个受信任的TPM设备中。 3. 密钥结构（Key Structure）：在TPM中，密钥可以有不同的结构和属性，这取决于它们的使用方式和安全要求。实验中将指导学生如何创建、管理以及使用不同类型的TPM密钥。 4. 数据密封（Data Sealing）：数据密封是指将数据与特定平台的状态绑定，只有在相同的平台状态下，数据才能被解密和读取。TPM通过数据密封机制，可以确保敏感数据在存储或传输过程中的保密性和完整性。 在进行实验之前，学生需要准备以下材料： 1. Linux操作系统：由于实验是在Linux环境中进行的，因此需要一个稳定运行的Linux发行版。常见的选择有Ubuntu、Fedora、CentOS等。 2. tmpm模拟器：tmpm模拟器是一个可以在Linux环境下模拟TPM硬件的软件。它可以让学生在没有真实TPM硬件的情况下，进行可信计算相关的实验。 3. TSS软件栈：TSS是可信软件栈的简称，它是一组API（应用程序接口），提供了与TPM交互的标准方法。通过调用TSS提供的接口，学生可以完成密钥管理、数据保护等操作。 4. 相关文档和资源：可能还需要相关的手册、指南以及在线资源来帮助理解TPM的工作原理和TSS的使用方法。 实验的步骤可能包括： 1. 环境搭建：安装和配置Linux操作系统、tmpm模拟器以及TSS软件栈。 2. 理解TPM：研究TPM的结构和功能，了解其在可信计算中的作用。 3. 学习TSS接口：通过阅读文档和指南，学习如何使用TSS提供的接口来编写程序。 4. 实现功能：编写程序，使用TSS接口实现远程证明、密钥迁移、密钥结构和数据密封等功能。 5. 测试与验证：在tmpm模拟器上运行程序，测试各种功能的正确性和安全性。 6. 分析结果：分析实验结果，评估TPM在可信计算中的作用和TSS接口的有效性。 通过本实验，学生不仅能够加深对可信计算理论知识的理解，而且可以提高实际操作能力和解决实际问题的能力。实验将有助于学生更好地理解TPM的安全特性和功能，并学会如何通过编程实现可信计算的各种应用场景。