secunet Security Networks AG Diplomarbeit Entfernte Attestierung von Eigenschaften auf Mikrokern-basierten Systemen Hans Marcus Krüger Hans.Krueger@secunet.com http://skbrasil.net/~hans/DA/ Technische Universität Dresden secunet Security Networks AG 10. IT Deutsche Sicherheitskongress Bad Godesberg, Bonn 2007

Schwerpunkte Nizza-Architekturen sicheres Urladen entferntes Attestieren und die damit verbundenen Probleme Attestieren von Eigenschaften auf Nizza-Architekturen Ausblick

Nizza und Mikrokerne Mikrokern Isolation durch Adressräume geringe Komplexität hohe Modularität hohe Sicherheit Nizza Legacy-Partitionen Integration monolithischer Systeme weitere Nutzung bestehender Systeme/Software (z.B. Linux) Auslagern sicherer Anwendungen Legacy- Betriebs- system sichere Anwen- dung Basis- dienste Basis- dienste Mikrokern Hardware

Entferntes Attestieren, Übersicht sicheres bzw. überprüfbares Urladen Ladeprotokoll Prüfsumme der Anwendungen Prüfsummenkette jüngster Zustand (ri) in PCR-Register ri+1 = H( ri || H(Programm)) die Operationen Extend und Quote

Probleme Auswerten des Ladeprotokolls nur im Ganzen Prüfsummen unflexibel: zwei Anwendungen mit den selben Eigenschaften? keine Beziehungen unter Programmen alle Anwendungen müssen sicher sein alle sicheren Anwendungen müssen bekannt sein keine Konfigurationsdaten oder Anwenderdaten

Beispiel: Elektronische Wahlurne

Zielstellung Einsatz von Nizza aufgrund hoher Sicherheitsanforderungen Messen der Anwendung WahlAgent nicht das gesamte System! Trusted Computing Base (TCB) von WahlAgent Messen einer Eigenschaft, nicht einer Prüfsumme: „WahlAgent ist sicher!“

Attestieren von Eigenschaften Schritt 1: Einsetzen von Zertifikaten Eine vertrauten Instanz TTP Signatur durch TTP über Prüfsumme s = SignTTP(H(d)) Schritt 2: Ersetzen der Prüfsumme durch eine Menge von Eigenschaften (Beschreibung): Ed = { H(d), WahlUrne, WahlUrneV1_05, ...} Schritt 3: Beschreiben der Abhängigkeiten durch Referenzen (z.B. Ei) Ed = { H(d), WahlUrne, Ei, Ej, ... } sicher wenn s = SignTTP(Ed) Laufzeit-Informationen?

Wie? (1) Objektklassen definieren Ed Eigenschaften Abhängigkeiten Objektbeschreibung deklariert Ed Laufzeit-Informationen Einsatz des Trusted Attestation Manager (TAM) Verwaltet Instanzschicht Ladeprotokoll sichert TAM Prüfsummen bestimmen Objektklasse

Wie? (2)

Fazit Ladeprotokoll: Messen von Eigenschaften: misst nur gesamtes System nur Anwendungen Prüfsummen besitzen eingeschränkte Semantik jede Prüfsumme ist genau einer Anwendung zugeordnet jede sichere Anwendung muss bekannt sein Keine unsicheren Anwendungen im System erlaubt Messen von Eigenschaften: messen einzelner TCB Anwendungen und Daten Semantik frei wählbar zwei Anwendungen können die selben Eigenschaften besitzen nur der TTP-Schlüssel muss bekannt sein Unsichere Anwendungen erlaubt

Ausblick Remote Attestation Query Language (RAQL) Fordere eine Anwendung vom Typ WahlAgent mit einer TCB (Zone) geprüft durch TTP: ?type=WahlAgent AND forall(zone(), hasCertificate(TTP)); Content Management System (CMS) RAQL in Daten (z.B. in die Wahlliste) einbetten Freigabe der Daten erst nach erfolgreicher Prüfung der anfordernden Anwendung

Fragen? Diplomarbeit Entferntes Attestieren von Eigenschaften auf mikrokernbasierten Systemen verantwortlicher Hochschulprofessor: Prof. Dr. Hermann Härtig (TU Dresden) Betreuer: Dipl. Inf. Carsten Weinhold (TU Dresden) Dr. Kai Martius (secunet, Dresden) http://skbrasil.net/~hans/DA

Auszug aus der Referenzimplementierung

Attest erstellen

Attest prüfen

Trusted Platform Module Sicherheit Anti-Tamper Fest mit Rechner verbaut kryptographische Algorithmen RSA-Schlüssel Manufacturer Key Endorsement Key Attestation Identity Key Überprüfbares Urladen PCR-Register Operation Extend Prüfsummenkette Operation Quote

Messen von Generalisierungen Messen von WahlAgent (d') anstatt von WahlAgentV1_05 (d) Flexibilität Datenschutz

Abhängigkeiten Sicherheit nur in Abhängigkeit zu verwendeten Ressourcen Daten, Anwendungen, Algorithmen etc. TCB Informationen zur Laufzeit sind relevant für die Sicherheit Wie sollen diese in ein Zertifikat aufgenommen werden?