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书书书犐犆犛３５．０４０犔８０中华人民共和国国家标准犌犅／犜３８６３８—２０２０信息安全技术 可信计算可信计算体系结构犐狀犳狅狉犿犪狋犻狅狀狊犲犮狌狉犻狋狔狋犲犮犺狀狅犾狅犵狔—犜狉狌狊狋犲犱犮狅犿狆狌狋犻狀犵—犃狉犮犺犻狋犲犮狋狌狉犲狅犳狋狉狌狊狋犲犱犮狅犿狆狌狋犻狀犵２０２００４２８发布２０２０１１０１实施国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会发布目 次前言Ⅰ…………………………………………………………………………………………………………１ 范围１………………………………………………………………………………………………………２ 规范性引用文件１…………………………………………………………………………………………３ 术语和定义１………………………………………………………………………………………………４ 缩略语２……………………………………………………………………………………………………５ 可信计算的体系结构２……………………………………………………………………………………６ 可信部件及完整性度量模式３…………………………………………………………………………… ６．１ 可信部件３…………………………………………………………………………………………… ６．２ 完整性度量模式４……………………………………………………………………………………７ 可信计算节点类型６……………………………………………………………………………………… ７．１ 可信计算节点（终端）６……………………………………………………………………………… ７．２ 可信计算节点（服务）６………………………………………………………………………………犌犅／犜３８６３８—２０２０前 言 本标准按照ＧＢ／Ｔ１．１—２００９给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由全国信息安全标准化技术委员会（ＳＡＣ／ＴＣ２６０）提出并归口。本标准起草单位：全球能源互联网研究院有限公司、北京可信华泰信息技术有限公司、北京工业大学、北京新云东方系统科技有限责任公司、中国电子技术标准化研究院、中标软件有限公司、中电科技（北京）有限公司、北京旋极信息技术股份有限公司、国民技术股份有限公司、华大半导体有限公司、北京华胜天成信息技术发展有限公司、上海兆芯集成电路有限公司、浪潮（北京）电子信息产业有限公司、南京百敖软件有限公司、中国船舶重工集团公司第七九研究所、北京得安信息技术有限公司等。本标准主要起草人：高昆仑、赵保华、安宁钰、杨建军、孙炜、张建标、于癉、宁振虎、董军平、胡俊、王惠莅、梁潇、王冠、韩兆刚、刘鑫、孙瑜、刘贤刚、陈小春、王志皓、孙亮、王薪达、施光源、吴保锡、赵江、赵勇、黄坚会、王树才、任春卉、徐宁、肖思莹、李强、徐明迪、李凯、沈昀、吕癉亮、谢立华、沈楚楚、孔凡玉。Ⅰ犌犅／犜３８６３８—２０２０信息安全技术 可信计算可信计算体系结构１ 范围本标准规定了可信计算的体系结构、可信部件及完整性度量模式以及可信计算节点类型。本标准适用于可信计算体系的设计、开发和应用。２ 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。ＧＢ／Ｔ２９８２７—２０１３ 信息安全技术 可信计算规范 可信平台主板功能接口ＧＢ／Ｔ２９８２８—２０１３ 信息安全技术 可信计算规范 可信连接架构ＧＢ／Ｔ２９８２９—２０１３ 信息安全技术 可信计算密码支撑平台功能与接口规范ＧＢ／Ｔ３６６３９—２０１８ 信息安全技术 可信计算规范 服务器可信支撑平台ＧＢ／Ｔ３７９３５—２０１９ 信息安全技术 可信计算规范 可信软件基ＩＳＯ／ＩＥＣ１１８８９：２０１５ 信息技术 可信平台模块库（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ—Ｔｒｕｓｔｅｄｐｌａｔｆｏｒｍｍｏｄｕｌｅｌｉｂｒａｒｙ）３ 术语和定义ＧＢ／Ｔ２９８２７—２０１３、ＧＢ／Ｔ２９８２８—２０１３、ＧＢ／Ｔ２９８２９—２０１３、ＧＢ／Ｔ３６６３９—２０１８和ＧＢ／Ｔ３７９３５—２０１９界定的以及下列术语和定义适用于本文件。为了便于使用，以下重复列出了ＧＢ／Ｔ２９８２７—２０１３、ＧＢ／Ｔ２９８２９—２０１３、ＧＢ／Ｔ３７９３５—２０１９中的某些术语和定义。３．１可信计算节点 狋狉狌狊狋犲犱犮狅犿狆狌狋犻狀犵狀狅犱犲由可信部件和计算部件共同构成、具备计算和防护并行特征的计算节点。３．２可信密码模块 狋狉狌狊狋犲犱犮狉狔狆狋狅犵狉犪狆犺狔犿狅犱狌犾犲可信计算平台的硬件模块，为可信计算平台提供密码运算功能，具有受保护的存储空间。［ＧＢ／Ｔ２９８２９—２０１３，定义３．１．７］３．３可信平台控制模块 狋狉狌狊狋犲犱狆犾犪狋犳狅狉犿犮狅狀狋狉狅犾犿狅犱狌犾犲一种集成在可信计算中，用于建立和保障信任源点的硬件核心模块，为可信计算提供完整性度量、安全存储、可信报告及密码服务等功能。［ＧＢ／Ｔ２９８２７—２０１３，定义３．２０］３．４可信平台主板 狋狉狌狊狋犲犱犿犪犻狀犫狅犪狉犱由可信平台控制模块和其他通用部件组成，可实现从开机到操作系统内核加载前的平台可信１犌犅／犜３８６３８—２０２０引导功能。３．５可信软件基 狋狉狌狊狋犲犱狊狅犳狋狑犪狉犲犫犪狊犲为可信计算平台的可信性提供支持的软件元素的集合。［ＧＢ／Ｔ３７９３５—２０１９，定义３．３］３．６信任链 狋狉狌狊狋犲犱犮犺犪犻狀在计算节点启动和运行过程中，使用完整性度量方法在部件之间所建立的信任传递关系。［ＧＢ／Ｔ２９８２９—２０１３，定义３．１．１３］４ 缩略语下列缩略语适用于本文件。ＢＩＯＳ：基本输入输出系统（ＢａｓｉｃＩｎｐｕｔＯｕｔｐｕｔＳｙｓｔｅｍ）ＣＲＴＭ：核心可信度量根（ＣｏｒｅＲｏｏｔｏｆＴｒｕｓｔｆｏｒＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）ＴＣＭ：可信密码模块（ＴｒｕｓｔｅｄＣｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙＭｏｄｕｌｅ）ＴＰＣＭ：可信平台控制模块（ＴｒｕｓｔｅｄＰｌａｔｆｏｒｍＣｏｎｔｒｏｌＭｏｄｕｌｅ）ＴＰＭ：可信平台模块（ＴｒｕｓｔｅｄＰｌａｔｆｏｒｍＭｏｄｕｌｅ）ＴＳＢ：可信软件基（ＴｒｕｓｔｅｄＳｏｆｔｗａｒｅＢａｓｅ）ＴＳＭ：ＴＣＭ服务模块（ＴＣＭＳｅｒｖｉｃｅＭｏｄｕｌｅ）ＴＳＳ：可信软件栈（ＴＣＧＳｏｆｔｗａｒｅＳｔａｃｋ）５ 可信计算的体系结构可信计算是指计算的同时进行安全防护，计算全程可测可控，不被干扰，使计算结果总是与预期一致。可信计算的体系由可信计算节点及其间的可信连接构成，为其所在的网络环境提供相应等级的安全保障，如图１所示。依据网络环境中节点的功能，可信计算节点可根据其所处业务环境部署不同功能的应用程序，可信计算节点包括可信计算节点（服务）和可信计算节点（终端），不同类型的可信计算节点采用相同的组成结构。不同类型的可信节点可独立或相互间通过可信连接构成可信计算体系，其中可信计算节点（管理服务）为实现对其所在网络内各类可信计算节点进行集中管理的一种特殊的可信计算节点（服务）。图１ 可信计算的体系结构示意图２犌犅／犜３８６３８—２０２０ 可信计算节点由可信部件和计算部件组成。计算部件为程序提供计算、存储和网络资源，主要包括通用硬件和固件、操作系统及中间件、应用程序和网络等部分构成。可信部件主要对计算部件进行度量和监控，其中监控功能依据不同的完整性度量模式为可选功能，可信部件同时提供密码算法、平台身份可信、平台数据安全保护等可信计算功能调用的支撑。可信计算节点中的计算系统部件和可信部件逻辑相互独立，形成具备计算功能和防护功能并存的双体系结构，如图２所示。图２ 可信计算节点的构成可信部件主要包括：可信密码模块（ＴＣＭ）或可信平台模块（ＴＰＭ）、可信平台控制模块（ＴＰＣＭ）、可信平台主板、可信软件基（ＴＳＢ）和可信连接。可信部件具有三种工作模式，即裁决度量模式、报告度量模式和混合度量模式，三种工作模式依赖不同的可信部件。６ 可信部件及完整性度量模式６．１ 可信部件６．１．１ 可信密码模块／可信平台模块可信密码模块（ＴＣＭ）／可信平台模块（ＴＰＭ）应提供密码算法支撑，具有完整性度量、可信存储及可信报告等功能。ＴＣＭ功能及接口应符合ＧＢ／Ｔ２９８２９—２０１３。ＴＰＭ功能及接口应符合ＩＳＯ／ＩＥＣ１１８８９：２０１５。６．１．２ 可信平台控制模块可信平台控制模块（ＴＰＣＭ）在ＴＣＭ／ＴＰＭ的支撑下应具备主动度量和控制功能。ＴＰＣＭ应是一个逻辑独立或者物理独立的实体，可采用独立的模块或物理封装、通过ＩＰ核或固件方式与ＴＣＭ／ＴＰＭ集成、虚拟化实现实体等形式。６．１．３ 可信平台主板可信平台主板是集成了ＴＰＣＭ的计算机主板，将ＴＰＣＭ作为信任根建立信任链，并提供ＴＰＣＭ与其他硬件的连接。３犌犅／犜３８６３８—２０２０可信平台主板组成结构及功能接口应符合ＧＢ／Ｔ２９８２７—２０１３。６．１．４ 可信软件基可信软件基（ＴＳＢ）实现对运行于宿主基础软件中应用程序的监控和度量。ＴＳＢ组成结构及功能接口应符合ＧＢ／Ｔ３７９３５—２０１９。６．１．５ 可信连接可信连接实现可信计算节点接入网络时的身份鉴别和平台鉴别，包括用户身份鉴别、平台身份鉴别和平台完整性评估，确保只有可信计算节点才能访问网络。可信连接具体构成及功能接口应符合ＧＢ／Ｔ２９８２８—２０１３。６．２ 完整性度量模式６．２．１ 裁决度量模式可信部件的裁决度量模式如图３所示，参与部件应包括ＴＣＭ／ＴＰＭ、ＴＰＣＭ、可信平台主板和ＴＳＢ。在硬件及固件层，ＴＰＣＭ应为可信计算节点中第一个运行的部件，作为可信计算节点的信任根，应用ＴＣＭ／ＴＰＭ或其他的密码算法和完整性度量功能对ＢＩＯＳ、宿主基础软件等计算部件主动发起完整性度量操作，并依据度量结果进行主动裁决和控制。在宿主基础软件及中间件层，ＴＰＣＭ向上层提供使用ＴＰＣＭ基础资源的支撑，ＴＳＢ通过调用ＴＰＣＭ的相关接口对应用软件进行主动监控和主动度量，对应用软件完全透明，保证应用软件启动时和运行中的可信。可信计算节点在接入网络时，对于支持可信连接的网络部署，可信连接调用ＴＳＢ和ＴＰＣＭ提供的完整性度量结果，进行相应操作。图３ 裁决度量模式示意图４犌犅／犜３８６３８—２０２０６．２．２ 报告度量模式可信部件的报告度量模式如图４所示，参与部件应为ＴＣＭ／ＴＰＭ。在硬件及固件层，ＢＩＯＳ中的ＣＲＴＭ构成可信计算节点的信任根，并通过ＴＳＭ／ＴＳＳ等向上层提供使用ＴＣＭ／ＴＰＭ等基础资源的支撑。在信任链建立过程中，各计算部件代码应调用ＴＣＭ／ＴＰＭ等的完整性度量接口对信任链建立的下一环节进行完整性度量，并报告度量结果，由应用程序或其使用者进行裁决。在宿主软件及中间件层，由应用层的应用程序调用ＴＳＭ／ＴＳＳ等相关接口进行完整性度量，并给出完整性报告，由应用程序使用者进行裁决。对于支持可信连接的网络部署，可信连接调用ＴＳＭ／ＴＳＳ等提供的接口进行完整性度量，并根据度量结果进行相应操作。图４ 报告度量模式示意图６．２．３ 混合度量模式可信部件的混合度量模式如图５所示，参与部件应为ＴＣＭ／ＴＰＭ和ＴＳＢ。信任链建立过程中，在硬件及固件层的ＴＣＭ／ＴＰＭ工作于报告度量模式，在宿主基础软件及中间件层，ＴＳＢ通过调用ＴＣＭ／ＴＰＭ相关接口工作于裁决度量模式。５犌犅／犜３８６３８—２０２０图５ 混合度量模式示意图７ 可信计算节点类型７．１ 可信计算节点（终端）可信计算节点（终端）包括可信桌面终端和可信嵌入式终端等可信计算节点。可信桌面终端应在实现终端安全的同时充分考虑操作的便利性，宜采用报告度量模式，对于应用于关键信息基础设施中业务功能较为固定的可信计算节点（终端）宜采用裁决度量模式，在其应用领域的安全要求允许时可采用报告度量模式或混合度量模式。可信嵌入式终端大多业务功能相对固定，且处于无人值守状态，宜采用裁决度量模式，在其应用领域的安全要求允许时可采用报告度量模式或混合度量模式，手持终端属于特殊的可信嵌入式终端，可采用报告度量模式。７．２ 可信计算节点（服务）可信计