DE69923466T2 - Vorrichtung zur überprüfung der integrität und berechtigung eines computerprogramms vor seiner ausführung auf einer lokalen plattform - Google Patents

Vorrichtung zur überprüfung der integrität und berechtigung eines computerprogramms vor seiner ausführung auf einer lokalen plattform Download PDF

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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/50—Monitoring users, programs or devices to maintain the integrity of platforms, e.g. of processors, firmware or operating systems
    • G06F21/57—Certifying or maintaining trusted computer platforms, e.g. secure boots or power-downs, version controls, system software checks, secure updates or assessing vulnerabilities
    • G06F21/575—Secure boot
    • G—PHYSICS
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    • G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/44—Arrangements for executing specific programs
    • G06F9/4401—Bootstrapping
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    • G06F2211/007—Encryption, En-/decode, En-/decipher, En-/decypher, Scramble, (De-)compress
    • G06F2211/008—Public Key, Asymmetric Key, Asymmetric Encryption

Description

  • STAND DER TECHNIK
  • 1. Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Datensicherheit. Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung eine Methode zum Verifizieren der Integrität von Software, die auf eine Plattform heruntergeladen wird, während den Operationen vor dem Booten sowie das selektive Autorisieren der Ausführung der Software.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • Computer haben sich zumindest teilweise aufgrund ihrer Vielseitigkeit zu einem bedeutenden Produkt für gewerbliche und private Einsätze entwickelt. Während die Kaufpreise für Computer in den letzten Jahren zurückgegangen sind, sind die Gesamtbetriebskosten für Computer nahezu unverändert geblieben. Ein Grund dafür ist es, dass Computer gelegentlich zur Instandsetzung oder zum Austausch fehlerhafter Hardware, zur neuerlichen Konfiguration korrumpierter Software oder zur Ausführung anderer Aufgaben gewartet werden müssen. Normalerweise werden diese Arbeiten zu erheblichen Kosten durch Computertechniker ausgeführt.
  • Viele Unternehmen setzen zurzeit vor Ort einen oder mehrere Computertechniker für die Installation, Unterstützung und Wartung von Einzelcomputern ein. In großen Unternehmen gibt es sogar eigene IT-Abteilungen (IT als Abkürzung von Informationstechnologie) mit Computertechnikern, die dafür zuständig sind, Tausende von Einzelcomputern zu warten, die auf mehrere Betriebsstätten bzw. Standorte verteilt sind. Somit verbringt ein Techniker einen erheblichen Teil seiner Zeit mit dem Reisen von einem Auftrag zu dem nächsten. Zur Reduzierung der Fixkosten und zur Steigerung der Effizienz ist es wünschenswert, die Zeit zu reduzieren, die Computertechniker damit verbringen, von einem Auftrag oder einer Betriebsstätte zu dem bzw. der anderen zu reisen. Erreicht werden kann dies durch die Implementierung einer zentralen Plattform mit mehreren Plattenlaufwerken, auf deren Informationen bzw. Daten Mitarbeiter von entfernten Standorten aus zugreifen können. Dabei können die Computertechniker Probleme in Bezug auf die zentrale Plattform (z.B. Laufwerksfehler) an einem Standort diagnostizieren und beheben und dadurch das Ausmaß der Reisezeit erheblich reduzieren.
  • Immer mehr Unternehmen verwenden zentrale bzw. zentralisierte Plattformen, wobei in diesem Zusammenhang auch eine Veränderung der allgemeinen Architektur der Computer wahrscheinlich ist, um Plattenlaufwerke auszuschließen, welche die am wenigsten zuverlässige Komponente eines Computers sind. Diese Veränderung der Computerarchitektur stellt jedoch ein Problem dar, da die meisten Computer von einem lokalen Plattenlaufwerk booten.
  • Zur Überwindung dieses Problems kann eine Boot-Prozedur des Computers so modifiziert werden, dass die Boot-Software über ein Netzwerk geladen bzw. heruntergeladen wird. Im Besonderen würde die lokale Plattform während ihrer Boot-Sequenz auf einen bestimmten Speicherplatz auf einem Plattenlaufwerk zugreifen, das entfernt an der zentralisierten Plattform angeordnet ist, und wobei die Plattform ein Boot-Abbild von diesem Speicherplatz abrufen würde. Leider gibt es zurzeit kein Sicherheitssystem, das die Integrität des Boot-Abbilds gewährleistet (z.B. prüft, ob die Software virenfrei ist und nicht verfälscht worden ist, bevor oder während sie heruntergeladen wird) sowie dessen Authentizität bzw. Echtheit (z.B. prüft, ob das Boot-Abbild von der ordnungsgemäßen Quelle stammt). Die vorliegende Erfindung stellt ein System bereit, das diese Sicherheitsmängel beseitigt.
  • EP-A-0686906 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung der Sicherheit von Software unter Verwendung von öffentlichen und privaten Schlüsseln, wobei dieses Dokument jedoch nicht das Arbeiten bzw. den Betrieb in einem Betriebszustand vor dem Booten betrifft.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Vorgesehen ist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren gemäß dem gegenständlichen Anspruch 1.
  • Vorgesehen ist gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Plattform gemäß dem gegenständlichen Anspruch 8.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verifizieren der Integrität von Informationen bzw. Daten. Die Daten werden auf eine Plattform geladen, die in einem Betriebszustand vor dem Booten betrieben wird. Danach wird selektiv bestimmt, ob die Ausführung der Daten durch die Plattform autorisiert ist.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden genauen Beschreibung der vorliegenden Erfindung deutlich. In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 ein Blockdiagramm eines veranschaulichenden Ausführungsbeispiels eines Netzwerks mit einer zentralen Plattform und einer oder mehreren lokalen Plattformen;
  • 2 ein Blockdiagramm eines veranschaulichenden Ausführungsbeispiels einer lokalen Plattform;
  • 3 ein Blockdiagramm eines Veranschaulichenden Ausführungsbeispiels eines digital unterzeichneten Manifests, das während der Boot-Sequenz der lokalen Plattform von der zentralen Plattform heruntergeladen wird;
  • 4 ein Blockdiagramm eines veranschaulichenden Ausführungsbeispiels der Maßnahmen zum Erzeugen der digitalen Unterschrift des Manifests;
  • die 5A und 5B veranschaulichende Flussdiagramme der ausgeführten Maßnahmen zum Verifizieren, dass die heruntergeladene Anwendung nicht verfälscht worden ist, und dass die heruntergeladene Anwendung zur Ausführung auf der lokalen Plattform befugt ist.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Hierin beschrieben sind bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung zur Verifizierung der auf eine lokale Plattform heruntergeladenen Software, während die Plattform in einem Betriebszustand vor dem Booten arbeitet und bevor die Software ausgeführt wird. Im Sinne des veranschaulichenden Ausführungsbeispiels umfasst die „Software" ein Abbild einer Anwendung, die vor der Boot-Sequenz der lokalen Plattform ausgeführt wird (das Abbild wird hierin als „Boot-Abbild" bezeichnet). Dieses Ausführungsbeispiel ist jedoch weit und als veranschaulichend auszulegen, wobei es lediglich den Geist der Erfindung darstellt. Die Verifizierung des heruntergeladenen Boot-Abbilds bestätigt ferner die Integrität des Boot-Abbilds (z.B. das Abbild wurde nicht verändert), und möglicherweise, dass das Abbild zur Ausführung auf der lokalen Plattform befugt ist.
  • Zur Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele der Systemarchitektur wird eine bestimmte Terminologie verwendet. Eine "Plattform" weist Hardware auf, deren Funktionalität von der darin ausgeführten Software abhängig ist. Beispiele für eine Plattform sind unter anderem, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Computer (z.B. ein Laptop, Desktop, Handheld-Computer, Server, Mainframe, etc.), ein Bildverarbeitungs- bzw. Bildbearbeitungsgerät (z.B. ein Drucker, Faxgerät, etc.), eine Settop-Box (eine Kabelbox oder Netzwerkcomputer, etc.). Ein "Zink" bzw. eine "Verknüpfung" weist einen oder mehrere Pfade für die Leitung von Informationen bzw. Daten auf. Diese Pfade können durch jede Art von Medium umgesetzt werden, wie etwa elektrische Drähte, Lichtwellenleiter, Kabel, herkömmliche Telefonleitungen (Plain Old Telephone System), Mietleitungen oder auch kabellose Übertragungsmedien. Ferner gelten Informationen bzw. Daten als „heruntergeladen", wenn sie von einem entfernten Standort erfasst und der Plattform über einen Link bzw. eine Verknüpfung oder eine entfernbare Speichervorrichtung, wie etwa eine Floppy Disk, eine Compact Disk, eine Smartcard und dergleichen, bereitgestellt werden.
  • In Bezug auf die Terminologie zur Verschlüsselung ist ein "Schlüssel" ein Codierungs- und/oder Decodierungsparameter. Im Allgemeinen umfasst eine "digitale Unterschrift" digitale Daten, die mit einem privaten Schlüssel ihres Unterzeichners codiert sind. In einigen Fällen werden digitale Daten insgesamt vorgesehen oder in einer codierten Form, die durch eine einseitige Hash-Funktion erzeugt wird. Die digitale Unterschrift wird zum Schutz der Integrität der Daten verwendet, indem deren unerlaubte Modifikation verhindert wird, und wobei die Unterschrift dazu verwendet wird, die Quelle der Daten zu identifizieren. Ein "digitales Zertifikat" ist eine Nachricht in einem Standardformat, mit: (i) einem öffentlichen Schlüssel der Quelle, die die Software an die lokale Plattform bereitstellt (nachstehend „öffentlicher Objektschlüssel"), (ii) Informationen (z.B. öffentlicher Schlüssel, Code, Seriennummer, etc.) zur Identifikation des Ausstellers des digitalen Zertifikats und (iii) einer digitalen Unterschrift des mit einem privaten Schlüssel des Ausstellers erzeugten Zertifikats. Zu den Beispielen für einen "Aussteller" zählen ein Hersteller, ein Handelsverband, eine Regierungsbehörde, eine Bank, eine bestimmte Abteilung eines Unternehmens (z.B. die Sicherheits- oder IT-Abteilung) oder jede andere Einheit in einer Vertrauensstellung. Eine „digitale Zertifikatkette" weist eine geordnete Sequenz bzw. Folge einer Mehrzahl von digitalen Zertifikaten auf, die zu Zwecken der Autorisierung gemäß der nachstehenden Beschreibung angeordnet sind, wobei jedes der aufeinanderfolgenden Zertifikate den Aussteller des vorhergehenden Zertifikats darstellt.
  • In folgendem Bezug auf die Abbildung aus 1 ist ein veranschaulichendes Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Netzwerks 100 dargestellt, das eine zentrale Plattform 110 und eine oder mehrere lokale Plattformen 120 umfasst. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die zentrale Plattform 110 einen Server mit mindestens einem Plattenlaufwerk 115 auf. In das Plattenlaufwerk 115 werden Anwendungen geladen, wobei Abbilder bzw. Images der Anwendungen auf Anforderung auf eine lokale Plattform 120 heruntergeladen werden. Zum Beispiel kann die lokale Plattform 120 in ihrem Betriebszustand vor dem Booten das Herunterladen eines Boot-Abbilds 140 über einen Datenübermittlungsabschnitt bzw. eine Datenübertragungsverknüpfung 130 von der zentralen Plattform 110 anfordern. Natürlich kann das Boot-Abbild 140 eines oder mehrere Teilabbilder umfassen, welche das ganze Boot-Abbild bilden. Zur Verifizierung, dass das Boot-Abbild 140 durch die lokale Plattform 120 ausgeführt werden kann, wird ein unterschriebenes Manifest 150 (siehe 3), das dem Boot-Abbild 140 entspricht, auf die lokale Plattform 120 heruntergeladen, und zwar allgemein gleichzeitig mit dem Boot-Abbild 140. Natürlich wird in Betracht gezogen, dass das unterschriebene Manifest 150 vor oder nach der Übertragung des Boot-Abbilds 140 heruntergeladen werden kann.
  • In Bezug auf die Abbildung aus 2 ist ein veranschaulichendes Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels der lokalen Plattform 120 dargestellt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die lokale Plattform 120 einen Chipsatz 200, der entsprechend über einen Host-Bus 230 und einen Speicherbus 240 mit einem Prozessor 210 und einem Speicher 220 gekoppelt ist. Darüber hinaus ist der Chipsatz 200 mit einem Bus 250 gekoppelt, der einen Pfad zu einer oder mehreren Systemressourcen 260 vorsieht. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst der Bus 250 einen multiplexierten Bus (z.B. einen Peripheral Component Interconnect Bus („PCI-Bus")); wobei jedoch auch jede andere Art der Busarchitektur z.B. eine Industriestandard-Architektur („ISA")) oder eine Kombination von Busarchitekturen verwendet werden kann. Der Bus 250 ist zum Beispiel als ein einzelner Bus dargestellt, wobei jedoch erwägt wird, dass der Bus 250 mehrere Busse aufweisen kann, die über Brückenschaltungen miteinander gekoppelt sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel würden die Systemressourcen 260 mit mindestens einem Bus der Mehrzahl von Bussen gekoppelt werden.
  • Gemäß den Abbildungen umfassen die Systemressourcen 260 eine Kommunikationsvorrichtung 2601 und eine persistente Speichervorrichtung 2602 . Die Kommunikationsvorrichtung 2601 ist so konfiguriert, dass sie über den Datenübermittlungsabschnitt 130 aus 1 Kommunikationen mit der zentralen Plattform 110 herstellt. Zu den Beispielen für die Kommunikationsvorrichtung 2601 zählen eine Netzwerkschnittstellenkarte, eine Modemkarte oder ein externes Modem. Die persistente Speichervorrichtung 2602 weist zum Beispiel einen programmierbaren, nichtflüchtigen Speicher auf, wie etwa einen Flash-Speicher, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) mit Batterieunterstützung und dergleichen.
  • Bevor die lokale Plattform einer Boot-Prozedur unterzogen wird, wird die persistente Speichervorrichtung 2602 mit einer Verifizierungsfunktion 270, einem Autorisierungszertifikat 280 und einem Autoritätsprüfungs-Freigabekennzeichen 290 versehen. Es wird erwäg, dass diese Informationen durch eine Vielzahl von Techniken vor unbefugten Modifikationen geschützt werden können. Zum Beispiel kann der Prozessor 210 so eingestellt werden, dass er Speicher-Schreibzugriffe innerhalb eines Adressbereichs abfängt und untersagt bzw. zurückweist, oder der Chipsatz 200 kann so eingestellt werden, dass er einen einseitigen Schreibschutz für einen Speicheradressbereich während einer früheren Phase der Boot-Prozedur vorsieht. Zu den anderen Techniken, die verwendet werden können, zählen:
    (i) das Konfigurieren der persistenten Speichervorrichtung 2602 , so dass diese auf Speicher-Schreibzugriffe nicht anspricht; (ii) das Bereitstellen einer Softwareschnittstelle, die eine Benutzerauthentifikation zur Aktualisierung der Inhalte der persistenten Speichervorrichtung 2602 erfordert; und (iii) das Implementieren verschiedener Materialien oder Schaltkreisanordnungen beim Versuch des Detektierens physikalischer Verfälschungen der persistenten Speichervorrichtung 2602 , welche die lokale Plattform betriebsunfähig machen können.
  • Wie dies in den Abbildungen der 5A und 5B näher dargestellt ist, weist die Verifizierungsfunktion 270 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel Software auf, die durch die lokale Plattform vor dem Booten ausgeführt wird, um eine Integritätsprüfprozedur auszuführen. Die Integritätsprüfprozedur verifiziert, dass ein Boot-Abbild nicht modifiziert worden ist, seit das unterschriebene Manifest erzeugt worden ist. Modifikationen des Boot-Abbilds können somit detektiert werden, während das Boot-Abbild lokal oder auf der zentralen Plattform gespeichert wird, oder während der Übermittlung zu der lokalen Plattform. Als optionales Merkmal führt die Verifizierungsfunktion 2709 ferner eine Autoritätsprüfprozedur aus, um zu bestimmen, ob das Boot-Abbild durch eine zulässige Quelle vorgesehen wird. Die Autoritätsprüfprozedur wird ausgeführt, wenn das Autoritätsprüfungs-Freigabekennzeichen 290 freigegeben ist.
  • Da die zentrale Plattform tatsächlich bestimmt, welches) Boot-Abbild er) zum Herunterladen auf die lokale Plattform befugt ist bzw. sind, wird auf der lokalen Plattform 120 nur ein einziger Konfigurationsparameter installiert, das Autorisierungszertifikat 280. Dies reduziert die Kosten der Aufrechterhaltung bzw. der Pflege verschiedenartiger Konfigurationen der lokalen Plattform. Im Besonderen sieht die Installation des Autorisierungszertifikats 280 einen öffentlichen Schlüssel einer Quelle auf (z.B. einer Person, eines Unternehmens, etc.), die autorisiert ist, das Boot-Abbild vorzusehen. Die Bestätigung der Autorisierung einer Quelle zur Bereitstellung des Abbilds wird durch eine Analyse des unterschriebenen Manifests unter Verwendung des öffentlichen Schlüssels bestimmt, der durch das Autorisierungszertifikat 280 vorgesehen wird. Es wird in Betracht gezogen, dass mehrere Autorisierungszertifikate in der persistenten Speichervorrichtung 2602 implementiert werden können, wenn dies für verschiedene, nicht verwandte Quellen wünschenswert ist, um die Ausführung von Boot-Abbildern auf der lokalen Plattform zu autorisieren.
  • In Bezug auf die Abbildung aus 3 ist ein veranschaulichendes Blockdiagramm des unterschriebenen Manifests 150 dargestellt, das dem Boot-Abbild 140 entspricht. Das unterschriebene Manifest 150 umfasst: (i) einen sicheren Hash-Wert 300 für jedes Teilabbild des Boot-Abbilds; (ii) eine digitale Unterschrift 310 des Manifests; und (iii) eine Zertifikatkette 320, welche die Identität des Unterzeichners des unterschriebenen Manifests 150 vorsieht sowie der Einheiten, welche die Befugnis zur Unterzeichnung an den Unterzeichner vergeben haben. Jeder sichere Hash-Wert 300 wird erzeugt, indem ein entsprechendes Teilabbild in eine einseitige Hash-Funktion geladen wird, welche die Abschnitte des Boot-Abbilds in Informationen mit einer festen Länge („Hash-Wert") umwandeln. Der Begriff „einseitig" zeigt an, dass keine einfache Umkehrfunktion zur Wiederherstellung eines wahrnehmbaren Abschnitts des Boot-Abbilds aus dem Hash-Wert existiert.
  • Gemäß der Abbildung aus 4 wird die digitale Unterschrift 310 des Manifests in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erzeugt, indem anfänglich M-Hash-Werte 300 Ende-zu-Ende angehängt werden (wobei „M" eine positive ganze Zahl darstellt mit M ≥ 1), so dass ein Hash-Satz 330 vorgesehen wird. Danach wird der Hash-Satz 330 mit einem privaten Schlüssel (PRKS) der Quelle, die zum Vorsehen des Boot-Abbilds autorisiert ist, digital unterschrieben. Zu den hierin verwendeten Funktionen zum digitalen Unterschreiben von Informationen zählen Rivest Shamir Adleman (RSA) von RSA Data Security, Inc., Redwood City, Kalifornien, USA, sowie der Digital Signature Algorithm (DSA), vorgeschlagen von dem National Institute of Standards. Diese beiden Funktionen sind auf den Seiten 466-494 der Publikation Applied Cryptography - Protocols, Algorithms and Source Code in C von Bruce Schneier, herausgegeben von John Wiley & Sons, Inc. (1996) beschrieben.
  • In erneutem Bezug auf die Abbildung aus 3 weist die Zertifikatkette 320 eine Reihe von „R" digitalen Zertifikaten auf, wobei „R" eine positive ganze Zahl ist (mit R ≥ 1). Ein erstes digitales Zertifikat 3201 (als „Zertifikat[1]" bezeichnet) weist einen öffentlichen Objektschlüssel des Unterzeichners auf, das heißt der verantwortlichen Quelle für das digitale Unterschreiben des unterschriebenen Manifests 150. Danach sehen die "R-1" digitalen Zertifikate gemeinsam eine Sequenz dieser Quellen vor, die das erste digitale Zertifikat 3201 ausgeben, das zum Unterschreiben des unterschriebenen Manifests 150 verwendet wird. Zum Beispiel weist ein zweites digitales Zertifikat 3202 (bezeichnet als „Zertifikat[2]") den öffentlichen Objektschlüssel der Quelle auf, die das Zertifikat[1] unter Verwendung des entsprechenden privaten Schlüssels der Quelle unterschrieben hat.
  • Der Einsatz der Zertifikatkette 320 sieht die Fähigkeit vor, die Unterzeichnungsbefugnis von einer Quelle auf eine andere zu übertragen. Der Unterzeichner des unterschriebenen Manifests wird als befugter Unterzeichner akzeptiert, wenn ein Zertifikat der Zertifikatkette 320, zum Beispiel das Zertifikat[K], wobei „K" eine positive ganze Zahl ist (1≤K≤R), einen öffentlichen Objektschlüssel aufweist, der mit dem öffentlichen Objektschlüssel in dem Autorisierungszertifikat 280 übereinstimmt. Für jedes Zertifikat[N] in der Zertifikatkette 320, wobei „N" eine positive ganze Zahl ist (1≤N<K), verifiziert das Zertifikat[N] ferner den öffentlichen Objektschlüssel des Zertifikats[N+1] in der Zertifikatkette 320. Eine autorisierte Quelle delegiert die Autorisierung an einen Unterzeichner, indem eine ununterbrochene Zertifikatfolge zwischen der autorisierten Quelle und dem Unterzeichner vorgesehen wird.
  • In folgendem Bezug auf die Abbildungen der 5A und 5B zeigen veranschaulichende Flussdiagramme die Maßnahmen, die ausgeführt werden, um die Integrität von heruntergeladener Software zu verifizieren, das heißt, dass die Software nicht modifiziert worden ist und die Autorisierung zur Ausführung auf der lokalen Plattform besitzt. Nach dem Abrufen eines Boot-Abbilds wird die Verifizierungsfunktion aufgerufen und Referenzen vergeben, die dem Boot-Abbild zugeordnet sind (Block 500). In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen diese "Referenzen" Adresszeiger auf Datenstrukturen auf, die sowohl einem Datenobjekt (z.B. einer speicherinternen Kopie des Boot-Abbilds, die auf die Verifizierung wartet) als auch einem optionalen unterschriebenen Manifest zugeordnet sind. Jede dieser Datenstrukturen umfasst: (i) einen physikalischen Adresszeiger auf einen zusammenhängenden Speicherblock und (ii) eine Länge in Byte.
  • Nach dem Aufrufen verifiziert die Verifizierungsfunktion das Boot-Abbild. Wenn das Anwendungsabbild durch die lokale Plattform ausgeführt werden kann, gibt die Verifizierungsfunktion einen Signalwert SUCCESS (erfolgreich) zurück (Blöcke 505, 535, 565 und 580). Im anderen Fall gibt die Verifizierungsfunktion einen Signalwert FAILURE (Fehler) zurück, um anzuzeigen, dass das Boot-Bild von der lokalen Plattform nicht ausgeführt werden kann (Blöcke 515, 530, 560, 590 und 600). Natürlich ist es möglich, dass die Verifizierungsfunktion automatisch einen Signalwert SUCCESS zurückgibt, wenn das Boot-Abbild beim Herunterladen auf die lokale Plattform von keinem unterschriebenen Manifest begleitet wird, und wobei keine Autorisierungsprüfprozedur erforderlich ist oder ausgeführt wird (Block 505). Als Folge dessen wird auch keine Integritätsprüfprozedur ausgeführt.
  • Wenn die Verifizierungsfunktion jedoch auf die Referenz des unterschriebenen Manifests zugreifen kann, wird die digitale Unterschrift des Manifests unter Verwendung des öffentlichen Objektschlüssels des Zertifikats[1] des unterschriebenen Manifests verifiziert (Block 510). Dies kann zum Beispiel durch Verschlüsseln der digitalen Unterschrift des Manifests mit dem öffentlichen Objektschlüssel und den Vergleich des Ergebnisses mit einem für die unterschriebenen Daten berechneten sicheren Hash-Wert erreicht werden. Wenn die digitale Unterschrift des Manifests nicht ordnungsgemäß verifiziert wird, gibt die Verifizierungsfunktion einen Signalwert FAILURE zurück (Block 515). Gemäß der Darstellung in den Blöcken 520-525 wird im anderen Fall ein Hash-Wert des heruntergeladenen Boot-Abbilds berechnet und mit dem sicheren Hash-Wert verglichen, der sich in dem unterschriebenen Manifest befindet. Wenn keine Übereinstimmung detektiert wird, gibt die Verifizierungsfunktion einen Signalwert FAILURE zurück, der bewirkt, dass die Netzwerk-Bootprozedur fehlschlägt (Block 530).
  • Als nächstes bestimmt die Verifizierungsfunktion, ob die Autorisierungsprüfprozedur wünschenswert ist (Block 540). Erreicht wird dies durch die Bestimmung, ob das Autoritätsprüfungs-Freigabekennzeichen freigegeben ist. Wenn dies nicht der Fall ist, gibt die Verifizierungsfunktion einen Signalwert SUCCESS zurück, der anzeigt, dass das Boot-Abbild durch die lokale Plattform ausgeführt werden kann, da die Datenintegritätsprüfprozedur erfolgreich abgeschlossen worden ist (Block 535). Ansonsten unterliegt die Verifizierungsfunktion der in der Abbildung aus 5B beschriebenen Autorisierungsprüfprozedur.
  • Die Autorisierungsprüfprozedur gewährleistet, dass die Quelle der Unterschrift mit unterschriebenem Manifest autorisiert worden ist. Erreicht wird dies durch die Bestätigung der Validität der Zertifikatkette in dem unterschriebenen Manifest. Gemäß der Abbildung aus 5B wird zum Beispiel bestimmt, ob das Autorisierungszertifikat vorab in eine persistenten Speichervorrichtung geladen worden ist (Block 550). Wenn dies nicht der Fall ist, wird bestimmt, ob der Benutzer das Abbild autorisiert hat (Block 555). Eine derartige Autorisierung kann z8um Beispiel dadurch erreicht werden, dass der Benutzer aufgefordert wird, einen Hash-Wert des Boot-Abbilds mit einem bekannten „guten" Hash-Wert zu vergleichen. Wenn der Benutzer das Bild autorisiert, gibt die Verifizierungsfunktion einen Signalwert SUCCESS zurück, um die Netzwerk-Bootprozedur fortzusetzen (Block 565). Ansonsten gibt die Verifizierungsfunktion einen Signalwert FAILURE zurück (Block 560).
  • Wenn eines oder mehrere Autorisierungszertifikate vorab in eine persistente Speichervorrichtung geladen worden sind, wird ein Zählwert (CNT) auf eine vorbestimmte Zahl (z.B. CNT=1) festgelegt, und es wird bestimmt, ob ein öffentlicher Schlüssel des Unterzeichners, der in dem Zertifikat[CNT] gefunden wird, mit dem öffentlichen Schlüssel eines der Autorisierungszertifikat(e) übereinstimmt (Blöcke 570-575). Wenn dies der Fall ist, gibt die Verifizierungsfunktion einen Signalwert SUCCESS zurück, der darstellt, dass das Boot-Abbild zur Ausführung auf der lokalen Plattform befugt ist (Block 580). Wenn keine Übereinstimmung detektiert wird, wird bestimmt, ob CNT<R gilt (Anzahl der Zertifikate in der Zertifikatkette), um zu prüfen, ob jedes digitale Zertifikat geprüft worden ist oder nicht (Block 585). Bei CNT≥R gibt die Verifizierungsfunktion einen Signalwert FAILURE zurück, der verhindert, dass das Boot-Abbild auf der lokalen Plattform ausgeführt wird (Block 590). Bei CNT<R wird hingegen bestimmt, ob die digitale Unterschrift in dem Zertifikat[CNT] unter Verwendung des öffentlichen Schlüssels des Zertifikats[CNT+1] verifiziert (Block 595). Wenn dies nicht der Fall ist, gibt die Verifizierungsfunktion einen Signalwert FAILURE zurück, der eine Ausführung des Boot-Abbilds auf der lokalen Plattform verhindert (Block 600). Bei erfolgreicher Verifizierung des Zertifikats[CNT] unter Verwendung des öffentlichen Schlüssels des Zertifikats[CNT+1] wird CNT hingegen inkrementiert (Block 605), und die Blöcke 575-605 werden für jedes Zertifikat wiederholt, bis ein Signalwert zurückgeführt wird.
  • Beschrieben und in den beigefügten Abbildungen dargestellt sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, wobei hiermit festgestellt wird, dass diese Ausführungsbeispiele den umfassenden Umfang der Erfindung lediglich veranschaulichen und nicht einschränken, und wobei die vorliegende Erfindung nicht auf die speziellen dargestellten und beschriebenen Konstruktionen und Anordnungen beschränkt ist, da für den Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet verschiedene weitere Modifikationen erdenklich sind.

Claims (10)

  1. Verfahren, das folgendes umfasst: das Bereitstellen von Informationen an eine Plattform (120), die in einem Betriebszustand vordem Booten arbeitet, wobei die Informationen folgendes aufweisen: (a) ein Abbild (140) einer Boot-Anwendung, die von der Plattform während einer Boot-Prozedur ausgeführt wird, und (b) ein von der Boot-Anwendung getrenntes unterzeichnetes Manifest (150), wobei das unterzeichnete Manifest folgendes aufweist: (i) einen sicheren Hash-Wert (300), der eine Mehrzahl von Hash-Werten mit einer Eins-zu-Eins-Entsprechung mit einer Mehrzahl von Teilabbildern aufweist, die das Abbild (140) der Boot-Anwendung bilden; (ii) eine digitale Unterschrift (310) des Manifests, welche die Mehrzahl von Hash-Werten (330) aufweist, die gemeinsam mit einen privaten Schlüssel eines ausgesuchten Unterzeichners unterschrieben sind; und (iii) eine Zertifikatkette (320); das Verifizieren der Integrität der auf die Plattform heruntergeladenen Boot-Anwendung; und nach der Bestimmung, dass ein Autoritätsprüfungs-Freigabekennzeichen (290) der Plattform freigegeben ist, das Bestimmen, ob die Boot-Anwendung zur Ausführung durch die Plattform autorisiert ist, durch (1) Zugriff auf Inhalte eines ersten digitalen Zertifikats (3201 ) der Zertifikatkette (320), um einen öffentlichen Objektschlüssel zu erhalten, (2) Vergleichen des öffentlichen Objektschlüssels in dem ersten digitalen Zertifikat mit einem öffentlichen Schlüssel des Unterzeichners der digitalen Unterschrift (310) des Unterzeichners, die durch ein vorher in die Plattform geladenes Autorisierungszertifikat vorgesehen wird, und (3) Autorisieren der Ausführung der Boot-Anwendung, wenn der öffentliche Objektschlüssel mit dem öffentlichen Schlüssel des Unterzeichners übereinstimmt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem ausgesuchten Unterzeichner um eine erste Quelle handelt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Zertifikatkette des unterzeichneten Manifests das erste digitale Zertifikat aufweist, wobei das erste digitale Zertifikat den öffentlichen Objektschlüssel, den öffentlichen Schlüssel eines Ausstellers des ersten digitalen Zertifikats und eine digitale Unterschrift des ersten digitalen Zertifikats, digital unterschrieben von einer zweiten Quelle, aufweist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Zertifikatkette ferner ein zweites digitales Zertifikat (3202 ) aufweist, wobei das zweite digitale Zertifikat einen öffentlichen Schlüssel der zweiten Quelle, einen öffentlichen Schlüssel eines Ausstellers des zweiten digitalen Zertifikats und eine digitale Signatur des zweiten digitalen Zertifikats, digital unterschrieben von einer dritten Quelle, aufweist.
  5. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Integrität der Informationen verifiziert wird durch: (i) Zugriff auf die Inhalte eines ersten digitalen Zertifikats der Zertifikatkette, um einen öffentlichen Schlüssel der ersten Quelle zu erhalten, (ii) Verifizieren der digitalen Unterschrift das Manifests mit dem öffentlichen Schlüssel der ersten Quelle, (iii) Zugriff auf die Inhalte des unterzeichneten Manifests, um den sicheren Hash-Wert zu erhalten, (iv) Ausführen einer Hash-Operation an dem Abbildung der Boot-Anwendung gemäß einer vorbestimmten Hash-Funktion, die zur Erzeugung des sicheren Hash-Wertes verwendet wird, um einen resultierenden Hash-Wert zu erzeugen, und (v) Vergleichen des sicheren Hash-Wertes mit dem resultierenden Hash-Wert.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Integrität der Informationen als aufrechterhalten gilt, wenn der sichere Hash-Wert mit dem resultierenden Hash-Wert übereinstimmt.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zertifikatkette des unterzeichneten Manifests eine Mehrzahl aufeinanderfolgender digitaler Zertifikate aufweist, von denen ein R+1-tes digitales Zertifikat einen öffentlichen Schlüssel eines Unterzeichners einer digitalen Signatur in einem R-ten digitalen Zertifikat aufweist, wobei R eine positive ganze Zahl ist.
  8. Plattform, die folgendes umfasst: einen Prozessor (210); und eine persistente Speichervorrichtung (2602 ), die sich in Übertragungsverbindung mit dem Prozessor befindet, wobei die persistente Speichervorrichtung gekennzeichnet ist durch: ein Autorisierungszertifikat (280) mit einem öffentlichen Schlüssel einer Quelle, die ein Boot-Abbild auf die Plattform (120) herunterlädt; ein Autoritätsprüfungs-Freigabekennzeichen (290) zur Signalisierung einer Verifizierungsfunktion (270), um zu verifizieren, dass die Quelle befugt ist, das Boot-Abbild herunterzuladen; und wobei es sich bei der Verifizierungsfunktion um Software handelt, die durch den Prozessor ausgeführt wird, um zu verifizieren, ob das heruntergeladene Boot-Abbild modifiziert worden ist, wobei die Verifizierungsfunktion so konfiguriert ist, dass sie Informationen von einer ersten Quelle empfängt, während sich die Plattform in einem Betriebszustand vor dem Booten befindet, wobei die Informationen folgendes aufweisen: (a) ein Abbild (140) einer Boot-Anwendung, die von der Plattform während einer Boot-Prozedur ausgeführt wird, und (b) ein von der Boot-Anwendung getrenntes unterzeichnetes Manifest (150), wobei das unterzeichnete Manifest folgendes aufweist: (i) einen sicheren Hash-Wert (300), der eine Mehrzahl von Hash-Werten mit einer Eins-zu-Eins-Entsprechung mit einer Mehrzahl von Teilabbildern aufweist, die das Abbild (140) der Boot-Anwendung bilden; (ii) eine digitale Unterschrift (310) des Manifests, welche die Mehrzahl von Hash-Werten (330) aufweist, die gemeinsam mit einen privaten Schlüssel eines ausgesuchten Unterzeichners unterschrieben sind; und (iii) eine Zertifikatkette (320); und wobei bei freigegebenem Autoritätsprüfungs-Freigabekennzeichen (290) bestimmt wird, ob die Boot-Anwenudng zur Ausführung durch die Plattform befugt ist, durch (1) Zugriff auf Inhalte eines ersten digitalen Zertifikats (3201 ) der Zertifikatkette (320), um einen öffentlichen Objektschlüssel zu erhalten, (2) Vergleichen des öffentlichen Objektschlüssels in dem ersten digitalen Zertifikat mit einem öffentlichen Schlüssel eines Unterzeichners der digitalen Unterschrift des Manifests, die durch das Autorisierungszertifikat vorgesehen wird, und (3) Autorisieren der Ausführung der Boot-Anwendung, wenn der öffentliche Objektschlüssel mit dem öffentlichen Schlüssel des Unterzeichners übereinstimmt.
  9. Plattform nach Anspruch 8, wobei die persistente Speichervorrichtung (2602 ) einen Flash-Speicher aufweist.
  10. Plattform nach Anspruch 8, wobei die persistente Speichervorrichtung einen Direktzugriffsspeicher mit Batterieunterstützung aufweist.
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