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- Original:
- 翻译:
赵硕 Shuo Zhao <zhaoshuo@cqsoftware.com.cn>
Xen的虚拟TPM接口¶
作者：Matthew Fioravante (JHUAPL), Daniel De Graaf (NSA)
本文档描述了用于Xen的虚拟可信平台模块（vTPM）子系统。假定读者熟悉 Xen和Linux的构建和安装，并对TPM和vTPM概念有基本的理解。
介绍¶
这项工作的目标是为虚拟客户操作系统（在Xen中称为DomU）提供TPM功能。这使得 程序能够像与物理系统上的TPM交互一样，与虚拟系统中的TPM进行交互。每个客户 操作系统都会获得一个唯一的、模拟的软件TPM。然而，vTPM的所有秘密（如密钥、 NVRAM 等）由vTPM管理域进行管理，该域将这些秘密封存到物理TPM中。如果创建这 些域（管理域、vTPM域和客户域）的过程是可信的，vTPM子系统就能将根植于硬件 TPM的信任链扩展到Xen中的虚拟机。vTPM的每个主要组件都作为一个独立的域实现， 从而通过虚拟机监控程序（hypervisor）提供安全隔离。
这个mini-os vTPM 子系统是建立在IBM和Intel公司之前的vTPM工作基础上的。
设计概述¶
vTPM的架构描述如下:
+------------------+
| Linux DomU | ...
| | ^ |
| v | |
| xen-tpmfront |
+------------------+
| ^
v |
+------------------+
| mini-os/tpmback |
| | ^ |
| v | |
| vtpm-stubdom | ...
| | ^ |
| v | |
| mini-os/tpmfront |
+------------------+
| ^
v |
+------------------+
| mini-os/tpmback |
| | ^ |
| v | |
| vtpmmgr-stubdom |
| | ^ |
| v | |
| mini-os/tpm_tis |
+------------------+
| ^
v |
+------------------+
| Hardware TPM |
+------------------+
- Linux DomU:
希望使用vTPM的基于Linux的客户机。可能有多个这样的实例。
- xen-tpmfront.ko:
Linux内核虚拟TPM前端驱动程序。该驱动程序为基于Linux的DomU提供 vTPM访问。
- mini-os/tpmback:
Mini-os TPM后端驱动程序。Linux前端驱动程序通过该后端驱动程序连 接，以便在Linux DomU和其vTPM之间进行通信。该驱动程序还被 vtpmmgr-stubdom用于与vtpm-stubdom通信。
- vtpm-stubdom:
一个实现vTPM的mini-os存根域。每个正在运行的vtpm-stubdom实例与系统 上的逻辑vTPM之间有一一对应的关系。vTPM平台配置寄存器（PCRs）通常都 初始化为零。
- mini-os/tpmfront:
Mini-os TPM前端驱动程序。vTPM mini-os域vtpm-stubdom使用该驱动程序 与vtpmmgr-stubdom通信。此驱动程序还用于与vTPM域通信的mini-os域，例 如 pv-grub。
- vtpmmgr-stubdom:
一个实现vTPM管理器的mini-os域。系统中只有一个vTPM管理器，并且在整个 机器生命周期内应一直运行。此域调节对系统中物理TPM的访问，并确保每个 vTPM的持久状态。
- mini-os/tpm_tis:
Mini-osTPM1.2版本TPM 接口规范（TIS）驱动程序。该驱动程序由vtpmmgr-stubdom 用于直接与硬件TPM通信。通信通过将硬件内存页映射到vtpmmgr-stubdom来实现。
- 硬件TPM:
固定在主板上的物理 TPM。
与Xen的集成¶
vTPM驱动程序的支持已在Xen4.3中通过libxl工具堆栈添加。有关设置vTPM和vTPM 管理器存根域的详细信息，请参见Xen文档（docs/misc/vtpm.txt）。一旦存根域 运行，与磁盘或网络设备相同，vTPM设备将在域的配置文件中进行设置
为了使用诸如IMA（完整性测量架构）等需要在initrd之前加载TPM的功能，必须将 xen-tpmfront驱动程序编译到内核中。如果不使用这些功能，驱动程序可以作为 模块编译，并像往常一样加载。