TPM(Trusted Platform Module) 프로그래밍 시작하기

기본적인 TPM(Trusted Platform Module) 프로그래밍에 대해 알아봅시다. 

 준비 단계 

먼저 필요한 라이브러리들을 설치해야 합니다. 

• Fedora계열 

# yum install trousers tpm-tools trousers-devel 

• debian 계열 

$ sudo apt-get install trousers tpm-tools libtspi-dev 

설치를 완료하고 난 후에는 TPM의 takeownership 명령을 수행해서 사용 권한을 획득해야 합니다. 자세한건 이전에 쓴 글을 참고하시면 됩니다. 

 알고 넘어가기  

• TSS 아키텍처는 아래 그림과 같습니다. 

Architectural overview of the TSS

TPM 프로그래밍에서는 Tspi라이브러리 들을 사용합니다.

• 다음 라이브러리들은 미리 추가해 두고 시작하는게 편합니다. 

#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <tss/tss_error.h>

#include <tss/platform.h>

#include <tss/tss_defines.h>

#include <tss/tss_typedef.h>

#include <tss/tss_structs.h>

#include <tss/tspi.h>

#include <trousers/trousers.h>

• 디버깅 함수를 미리 정의해 두고 사용하면 편합니다. 

#define DEBUG 1

#define DBG(message,tResult) if(DEBUG) {printf("(Line %d, %s) %s returned 0x%08x. %s.\n", __LINE__, __func__, message, tResult, Trspi_Error_String(tResult));}

tResult값은 Tspi명령을 수행한 후 리턴 받은 값을 넣어주면 됩니다. 

• 프로그램 초반부에 항상 필요한 값들은 미리 알아두면 편합니다. 

1. TSS_HCONTEXT 

TSS_HCONTEXT  hContext;

result =Tspi_Context_Create(&hContext);

result=Tspi_Context_Connect(hContext, NULL);

2. TSS_HTPM

TSS_HTPM hTPM;

result=Tspi_Context_GetTpmObject(hContext, &hTPM);

3. TSS_HKEY

TSS_HKEY hSRK;

TSS_UUID SRK_UUID = TSS_UUID_SRK;

result=Tspi_Context_LoadKeyByUUID(hContext, TSS_PS_TYPE_SYSTEM, SRK_UUID, &hSRK);

이 외의 TSS 변수들은  'include/tss/tss_typedef.h' 파일을 참고하면 됩니다. 

• 모든 작업을 완료한 후에는 불필요한 자원을 해제해주면 됩니다. 

Tspi_Context_Close (h objects you have created);

Tspi_Context_FreeMemory(hContext, NULL);

Tspi_Context_Close(hContext);

필요한 기능 구현하기 

1. 키 생성 - 서명키(signing key)

## 더블클릭하면 코드 복사가 가능합니다. ## TSS_HKEY hSigning_Key; TSS_FLAG initFlags = TSS_KEY_TYPE_SIGNING|TSS_KEY_SIZE_2048|TSS_KEY_NO_AUTHORIZATION|TSS_KEY_NOT_MIGRATABLE; // 키 객체 생성 Tspi_Context_CreateObject( hContext, TSS_OBJECT_TYPE_RSAKEY, initFlags, &hSigning_Key ); // 키 생성 Tspi_Key_CreateKey(hSigning_Key, hSRK, 0);

2. 키 저장 및 로드 

## 더블클릭하면 코드 복사가 가능합니다. ## #define BACKUP_KEY_UUID {0,0,0,0,0,{0,0,0,0,2,10}} TSS_UUID SRK_UUID = TSS_UUID_SRK; TSS_UUID SIGNING_UUID = BACKUP_KEY_UUID ; // 키 저장 Tspi_Context_RegisterKey(hContext, hSigning_Key, TSS_PS_TYPE_USER, SIGNING_UUID, TSS_PS_TYPE_SYSTEM, SRK_UUID); // 저장해둔 키 로드 Tspi_Context_LoadKeyByUUID(hContext, TSS_PS_TYPE_USER, SIGNING_UUID, &hSigning_Key);

3. 공개키 생성 후 파일로 저장

## 더블클릭하면 코드 복사가 가능합니다. ## UINT32 pubKeySize; BYTE *pubKey; FILE *fout; // 공개키 생성 Tspi_GetAttribData(hSigning_Key, TSS_TSPATTRIB_KEY_BLOB, TSS_TSPATTRIB_KEYBLOB_PUBLIC_KEY, &pubKeySize, &pubKey); fout=fopen( "Signing.pub", "w"); write(fileno(fout),pubKey,pubKeySize); fclose(fout);

4. 데이터 해시 (Hashing data)

## 더블클릭하면 코드 복사가 가능합니다. ## TSS_HHASH hHashToSign; UINT32 ulSignatureLength, digestLen; BYTE dataToHash[82]=“Four score and seven years ago, our forefathers brought forth upon this continent” BYTE *digest; // 해시값 객체 생성 Tspi_Context_CreateObject(hContext, TSS_OBJECT_TYPE_HASH, TSS_HASH_SHA1, &hHashToSign); // 데이터를 해시 한다 Tspi_Hash_UpdateHashValue(hHashToSign, strlen(dataToHash), dataToHash); // 해시 한 결과값을 가져온다 Tspi_Hash_GetHashValue(hHashToSign,&digestLen, &digest);

5. 데이터 실링 (Sealing data)

## 더블클릭하면 코드 복사가 가능합니다. ## TSS_HENCDATA hSealData; TSS_HKEY hSealKey; UINT32 unsealedDataLength; BYTE *unsealedData = NULL; char TypePass[12]=“My Password”; // sealing 키 객체 생성 Tspi_Context_CreateObject(hContext, TSS_OBJECT_TYPE_RSAKEY,TSS_KEY_TYPE_STORAGE |TSS_KEY_SIZE_2048 | TSS_ KEY_SIZE_2048 |TSS_KEY_NO_AUTHORIZATION |TSS_KEY_NOT_MIGRATABLE,&hSealKey); // sealing 키 생성 및 로드 Tspi_Key_CreateKey(hSealKey, hSRK, 0); Tspi_Key_LoadKey(hSealKey, hSRK); //sealing을 위한 encrypt 객체 생성 Tspi_Context_CreateObject(hContext, TSS_OBJECT_TYPE_ENCDATA, TSS_ENCDATA_SEAL, &hEncData ); // My Password가 담긴 TypePass 버퍼를 sealing 함 Tspi_Data_Seal(hEncData,hSealKey,strlen(TypePass),TypePass, 0); // 언실링(unsealing) Tspi_Data_Unseal(hEncData, hSealKey, &unsealedDataLength, &unsealedData);

6. 서명 및 검증 (signing and verify)

## 더블클릭하면 코드 복사가 가능합니다. ## TSS_HHASH hHashToSign; BYTE *Signature; UINT32 ulSignatureLength; // 서명에 사용할 해시값 객체 생성 Tspi_Context_CreateObject(hContext, TSS_OBJECT_TYPE_HASH, TSS_HASH_SHA1, &hHashToSign); // 서명할 내용을 해시 수행 Tspi_Hash_UpdateHashValue(hHashToSign, buf_len, (BYTE *)buf); // 1번에서 한것 처럼 key를 생성해서 서명에 사용 Tspi_Hash_Sign(hHashToSign, hSigning_Key, &ulSignatureLength, &Signature); //검증 할 공개키 로드 fin = fopen("Signing.pub", "r"); read(fileno(fin), pubVerifyKey, pubSignKeyLen ); fclose(fin); // 검증 키 객체 생성 initFlags = TSS_KEY_TYPE_SIGNING | TSS_KEY_SIZE_2048 | TSS_KEY_NO_AUTHORIZATION | TSS_KEY_NOT_MIGRATABLE; Tspi_Context_CreateObject(hContext, TSS_OBJECT_TYPE_RSAKEY, initFlags, &hVerify_Key ); // 검증 키에 읽어들인 공개키 값 설정 Tspi_SetAttribData(hVerifyKey, TSS_TSPATTRIB_KEY_BLOB, TSS_TSPATTRIB_KEYBLOB_PUBLIC_KEY, pubSignKeyLen, pubVerifyKey); // 검증할 대상을 buf에 담아서 hHashToSign에 담긴 해시값을 검증 Tspi_Hash_VerifySignature(hHashToSign, hVerify_Key, 256, buf);

7. 랜덤 넘버 생성 

## 더블클릭하면 코드 복사가 가능합니다. ## BYTE *randomBytes; uint32_t randomBytesLen; Tspi_TPM_GetRandom(hTPM, randomBytesLen, &randomBytes);

즐거운 TPM 프로그래밍 하세요~