一種傳統計算機升級為可信計算機的方法
2023-07-01 05:33:11 2
專利名稱：一種傳統計算機升級為可信計算機的方法
技術領域：
本發明涉及信息安全技術領域，特別是一種傳統計算機升級為可信計算機的方法。
背景技術：
近幾年來，可信計算已經成為信息安全領域的一個熱點，中國的可信計算現在已經越來越受到國家密碼管理部門的重視，並已經上升為國家標準，眾多的對安全保密要求比較高的場所對可信計算的需求越來越多。在原來的可信計算模塊的設計中，基本都是採用低引腳數目LPC總線接口，LPC 總線接口是周邊元件擴展PCI總線接口的一個子集，並滿足TIS規範(TPM Interface Specification)。TIS 規範是 TCG CTrust Compute Group)提出的針對 TPM 的一種通訊規範，在我們國內的TCM規範中沿用了此規範。但是，傳統計算機的主板上普遍沒有預留LPC接口，無法連接只具備標準LPC接口的可信計算TCM模塊。而如果將現有傳統計算機的主板全部更換成具備LPC接口的主板， 將耗費大量的資金、人力和時間。
發明內容
針對上述現有技術中存在的不足，本發明的目的是提供一種傳統計算機升級為可信計算機的方法。它能將傳統計算機升級實現可信計算，具有操作簡單、節時、省力的特點。為了達到上述發明目的，本發明的技術方案以如下方式實現—種傳統計算機升級為可信計算機的方法，其步驟為1)將傳統計算機通過主板上的PCI接口與可信計算TCM模塊上的LPC接口轉換電路連接訪問可信計算TCM模塊；2) PCI接口電路中擴展一個只讀存儲器ROM電路；3)傳統計算機在BIOS啟動階段運行PCI接口電路中的擴展ROM內的程序；4)擴展ROM程序實現信任鏈的建立。在上述方法中，所述傳統計算機主板上的PCI接口與可信計算TCM模塊上的LPC 接口轉換電路之間包括PCI目標接口和LPC主機接口。在上述方法中，所述擴展ROM程序實現信任鏈建立的步驟為1)傳統計算機BIOS程序對擴展ROM檢測正確後，BIOS程序拷貝擴展ROM程序到運行空間；2)執行擴展ROM程序，擴展ROM程序完成信任鏈建立的處理；3)退出擴展ROM程序，執行BIOS的其他功能。在上述方法中，所述BIOS程序對擴展ROM檢測方法為DBIOS啟動代碼，檢測PCI設備的配置空間的擴展ROM基址寄存器是否存在，存在則BIOS將為擴展ROM分配一段空閒的地址空間；
2)檢測代碼的前兩個字節是否是AA55 ；3)如果擴展ROM有效，則BIOS會檢測代碼類型，以及廠商代碼和設備代碼的其他
fn息； 4)信息都正確後，BIOS會將擴展ROM中正確的代碼都拷貝到RAM中，這些代碼就可以執行了。在上述方法中，所述擴展ROM程序完成信任鏈建立的處理方法為1)啟動TCM模塊並進行初始化；2)將BIOS空間代碼送給TCM模塊進行摘要計算；3)將摘要計算的結果存放在TCM模塊的PCR中；4)將摘要計算結果和存放在TCM模塊內部非易失存儲區中的正確摘要值進行比較；5)比較結果正確則正常啟動，否則提示用戶出現異常。本發明由於採用了上述方法，通過在傳統計算機主板上插入一塊PCI卡，使傳統計算機實現可信計算的全部功能。本發明方法操作簡單、成本低廉，藉助可信計算的完備的安全機制，為傳統計算機提供可靠的安全保障。下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步說明。
圖1為本發明的連接示意圖；圖2為本發明方法中BIOS程序對擴展ROM檢測方法流程圖；圖3為本發明方法中擴展ROM程序完成信任鏈建立的處理方法流程圖；圖4為本發明中PCI目標接口使用信號示意圖；圖5為本發明中PCI配置空間讀時序圖；圖6為本發明中PCI配置空間寫時序圖；圖7為本發明中LPC總線時序圖。
具體實施例方式參看圖1至圖3，本發明傳統計算機升級為可信計算機的方法步驟為1)將傳統計算機通過主板上的PCI接口與可信計算TCM模塊上的LPC接口轉換電路連接訪問可信計算TCM模塊，PCI接口與LPC接口轉換電路之間包括PCI目標接口和LPC 主機接口。2) PCI接口電路中擴展一個只讀存儲器ROM電路。3)傳統計算機在BIOS啟動階段運行PCI接口電路中的擴展ROM內的程序。4)擴展ROM程序實現信任鏈的建立，其方法為A)傳統計算機BIOS程序對擴展ROM檢測正確後，BIOS程序拷貝擴展ROM程序到運行空間；BIOS程序對擴展ROM檢測方法為a) BIOS啟動代碼，檢測PCI設備的配置空間的擴展ROM基址寄存器是否存在，存在則BIOS將為擴展ROM分配一段空閒的地址空間；b)檢測代碼的前兩個字節是否是AA55 ；
c)如果擴展ROM有效，則BIOS會檢測代碼類型，以及廠商代碼和設備代碼的其他 fn息；d)信息都正確後，BIOS會將擴展ROM中正確的代碼都拷貝到RAM中，這些代碼就可以執行了。B)執行擴展ROM程序，擴展ROM程序完成信任鏈建立的處理方法為a)啟動TCM模塊並進行初始化；b)將BIOS空間代碼送給TCM模塊進行摘要計算；c)將摘要計算的結果存放在TCM模塊的PCR中；d)將摘要計算結果和存放在TCM模塊內部非易失存儲區中的正確摘要值進行比較；e)比較結果正確則正常啟動，否則提示用戶出現異常。C)退出擴展ROM程序，執行BIOS的其他功能。本發明中的PCI目標接口接收來自PCI主設備的命令，完成對PCI讀寫寄存器的訪問以及擴展ROM的訪問，擴展ROM中存放用於信任鏈建立的代碼。PCI目標接口通過PCI 寫寄存器向LPC主機接口發送指令，完成對LPC接口的TCM模塊的訪問。PCI讀、寫寄存器地址分配於配置空間，擴展ROM地址分配於記憶memory空間。參看圖4，本發明中為處理數據、尋址、接口控制、仲裁以及系統功能，PCI目標接口只需要做為目標設備使用。在本發明的可信計算平臺上，通過對PCI目標接口和LPC主機接口的自動檢測，將自動加載不同的驅動，不需要根據不同的系統分別安裝不同的驅動。在同時安裝了 LPC主機接口的TCM模塊和PCI目標接口的TCM模塊的場合，將優先選擇LPC主機接口的TCM。參看圖5，在FRAME#信號由高變低有效後的第一個時鐘上升沿，地址總線信號AD 被採樣，由C/BE#決定選擇的是PCI設備的配置空間，IDSEL#是用於選取被配置的PCI設備。當PCI主設備端準備好接收數據時，IRDY#變有效(本設計IRDY#始終準備好接收數據)，如果PCI設備端也準備好發送數據，則TRDY#信號被PCI設備端拉低，變為有效。只有在IRDY#和TRDY#都有效時，同時DEVSEL#也有效時，數據傳輸才開始進行。在傳輸到最後一個字節時，FRAMES信號無效，但是IRDY#信號繼續保持有效，此時TRDY#有效時，則傳輸最後一個字節。參看圖6，配置空間寫的時序和讀的時序基本相同，只是在PCI主設備準備發送數據時將IRDY#有效，然後等待PCI從設備端將TRDY#置為有效，同時使得DEVSEL#有效，開始數據寫操作。參看圖7，LPC總線主控端將LFRAME#信號拉低並保持大於1個時鐘周期的時間， 使得LAD信號發出Mart，表示一幀數據傳輸的開始。然後LFRAME#信號拉高無效，幀數據傳輸開始，第一個字節傳輸的是操作類型和讀寫方式，本設計採用了 1/0讀和1/0寫兩種方式。每次傳輸一個字節，接下來傳輸1/0的地址。TAR表示在讀取數據時數據傳輸方向的改變，使得外部總線處於三態，後面的Sync表示插入等待周期。因為在數據傳輸方向變化時由於LPC從設備可能並沒有將數據準備好，所以通過插入等待周期等待對方準備數據，然後開始數據的傳輸。在寫周期內，則TAR不需改變傳輸方向，Sync為0，表示不需插入等待。
權利要求
1.一種傳統計算機升級為可信計算機的方法，其步驟為1)將傳統計算機通過主板上的PCI接口與可信計算TCM模塊上的LPC接口轉換電路連接訪問可信計算TCM模塊；2)PCI接口電路中擴展一個只讀存儲器ROM電路；3)傳統計算機在BIOS啟動階段運行PCI接口電路中的擴展ROM內的程序；4)擴展ROM程序實現信任鏈的建立。
2.根據權利要求1所述的傳統計算機升級為可信計算機的方法，其特徵在於，所述傳統計算機主板上的PCI接口與可信計算TCM模塊上的LPC接口轉換電路之間包括PCI目標接口和LPC主機接口。
3.根據權利要求1或2所述的傳統計算機升級為可信計算機的方法，其特徵在於，所述擴展ROM程序實現信任鏈建立的步驟為1)傳統計算機BIOS程序對擴展ROM檢測正確後，BIOS程序拷貝擴展ROM程序到運行空間；2)執行擴展ROM程序，擴展ROM程序完成信任鏈建立的處理；3)退出擴展ROM程序，執行BIOS的其他功能。
4.根據權利要求3所述的傳統計算機升級為可信計算機的方法，其特徵在於，所述 BIOS程序對擴展ROM檢測方法為DBIOS啟動代碼，檢測PCI設備的配置空間的擴展ROM基址寄存器是否存在，存在則 BIOS將為擴展ROM分配一段空閒的地址空間；2)檢測代碼的前兩個字節是否是AA55；3)如果擴展ROM有效，則BIOS會檢測代碼類型，以及廠商代碼和設備代碼的其他信息；4)信息都正確後，BIOS會將擴展ROM中正確的代碼都拷貝到RAM中，這些代碼就可以執行了。
5.根據權利要求3所述的傳統計算機升級為可信計算機的方法，其特徵在於，所述擴展ROM程序完成信任鏈建立的處理方法為1)啟動TCM模塊並進行初始化；2)將BIOS空間代碼送給TCM模塊進行摘要計算；3)將摘要計算的結果存放在TCM模塊的PCR中；4)將摘要計算結果和存放在TCM模塊內部非易失存儲區中的正確摘要值進行比較；5)比較結果正確則正常啟動，否則提示用戶出現異常。
全文摘要
一種傳統計算機升級為可信計算機的方法，涉及信息安全技術領域。本發明的方法步驟為1)將傳統計算機通過主板上的PCI接口與可信計算TCM模塊上的LPC接口轉換電路連接訪問可信計算TCM模塊；2)PCI接口電路中擴展一個只讀存儲器ROM電路；3)傳統計算機在BIOS啟動階段運行PCI接口電路中的擴展ROM內的程序；4)擴展ROM程序實現信任鏈的建立。同現有技術相比，本發明能將傳統計算機升級實現可信計算，具有操作簡單、節時、省力的特點。
文檔編號G06F9/445GK102236747SQ20101015380
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月23日 優先權日2010年4月23日
發明者丁義民, 徐秀波, 王小龍, 王慶林, 黃金煌 申請人:北京同方微電子有限公司, 清大安科(北京)科技有限公司