可信計算軟件棧 - 基于嵌入式ARM平臺的可信計算的實現(xiàn)

本文所使用的可信計算軟件棧為trousers0.3.3.2，在交叉編譯之前需要進行如下操作：

（1）執(zhí)行bootstrap.sh腳本，具體命令如下：
[root@happy trousers-0.3.3.2]#sh bootstrap.sh
（2）對軟件包進行配置，命令如下：
[root@happy trousers-0.3.3.2]# /configure
--host=arm-linux --with-openssl=/usr/local/openssl --prefix=/usr/tss
其中--host=arm-linux指定目標平臺為ARM，并使用交叉編譯工具；--with-openssl=/usr/local/openssl指定OpenSSL所在的位置，交叉編譯的時候需要用到其中的libcrypto庫文件；--prefix=/usr/tss指定安裝位置。
包含TSS的文件系統(tǒng)制作
文件系統(tǒng)在宿主機上的目錄為~/rootfs，將交叉編譯安裝好的TSS（在宿主機上的位置為/usr/tss）拷貝到~/rootfs/usr下，將TSS安裝后生成的庫文件拷貝到~/rootfs的lib目錄下。
然后使用文件系統(tǒng)制作工具mkcramfs1.0，將目錄rootfs制作成鏡像文件，通過串口工具minicom下載到ARM開發(fā)板。
如果TSS啟動成功，則會出現(xiàn)如下提示：TCSD trousers 0.3.3.2:TCSD up and running。
注意事項
在制作文件系統(tǒng)時，~/rootfs/etc中需要添加關(guān)于TSS的group、passwd文件，hosts里面應該包含localhost。否則，制作成文件系統(tǒng)燒寫進開發(fā)板之后，當輸入#./usr/tss/sbin/tcsd-f啟動TSS時，會報錯。
將不希望用戶修改的文件都放在只讀的cramfs分區(qū)下，修改初始化腳本liunxrc，將TSS所在的目錄掛載為yaffs格式。另外下文中將要用到的/tmp目錄也要掛載為yaffs格式，保證可讀可寫。
應用程序編寫
在完成了TSS在ARM平臺的移植之后，可以使用TSS所提供的API編寫應用程序與TPM進行交互。下面主要介紹一下獲取屬主身份、創(chuàng)建密鑰、對文件進行加密和解密。
屬主身份獲取
首次使用TPM時，需要先獲取屬主身份，主要用到函數(shù)Tspi_TPM_TakeOwnership()，示例代碼如下：
TSS_RESULT rc=Tspi_TPM_TakeOwnership(a_hTpm, a_hSrk, NULL_HKEY);
if(rc!=TSS_SUCCESS)
{
fprintf(stderr,"Tspi_TPM_TakeOwnership:%s ", Trspi_Error_String(rc));
goto out_close;
}
printf("result is %d ",result);
return result;
如果獲取成功則返回值為0，如圖4所示：

圖4 屬主身份獲取
密鑰創(chuàng)建
對文件進行加密時需要使用密鑰，這可以使用函數(shù)Tspi_Key_CreateKey()來創(chuàng)建，示例代碼如下：
TSS_RESULT result = Tspi_Key_CreateKey(hKey,hSrk,NULL_HOBJECT);
if(result!=TSS_SUCCESS)
{
fprintf(stderr,"Tspi_Key_CreateKey: %s ", Trspi_Error_String(rc));
goto out_close;
}
printf("create key success! ");
創(chuàng)建密鑰之前/tmp目錄下的文件只有dir，創(chuàng)建成功后會打印信息，并生成密鑰文件UserKeyBlob.cer，如圖5所示：

圖5 密鑰創(chuàng)建
文件加密
加密操作主要使用函數(shù)Tspi_Data_Bind()，示例代碼如下：
TSS_RESULT rc=Tspi_Data_Bind(hEncdata,hKey, strlen(testCipher),(unsigned char*)testCipher);
if(result !=TSS_SUCCESS)
{
fprintf(stderr,"Tspi_Data_Bind: %s ",Trspi_Error_String(rc));
goto out_close;
}
交叉編譯后生成命令encryptFile。如果要加密的文件為/tmp/dir/test，前面創(chuàng)建的密鑰所在的目錄為/tmp，則編譯后執(zhí)行命令時的格式為encryptFile -e /tmp/dir /tmp。
加密之前，/tmp/dir目錄下只有test一個文件，使用cat命令查看該文件的內(nèi)容為：Hello，world！執(zhí)行加密命令之后，使用cat命令再次查看該文件的內(nèi)容，看到的是亂碼，而不是原始內(nèi)容，可見加密成功。加密后在test文件所在的目錄下會生成一個FileKey.cer文件。如圖6所示：

圖6 文件加密