CN104318142A - 一种计算机可信启动方式 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种计算机可信启动方式，可信启动模块的引导过程主要分为两个阶段，即硬件平台的引导阶段和操作系统的启动阶段；其中：硬件平台的引导包括从平台加电、BIOS运行到BIOS将控制权交给Boot之前，这期间主要保证硬件环境的可信；操作系统的启动阶段是从主引导区调入操作系统装载程序一直到操作系统内核运行完毕，并运行初始化进程之前，该阶段主要保证系统的启动过程和操作系统内核的可信。

Description

一种计算机可信启动方式

技术领域

本发明涉及计算机应用技术领域，具体地说是一种计算机可信启动方式。

背景技术

随着网络和信息化技术的高速发展，信息安全态势越来越严重，计算机设备的安全性不仅影响到信息安全，未来还会进一步影响国家安全和军队安全。目前我国在核心器件、高端芯片、基础软件等领域取得了阶段性发展，已经具备了建立自主可控信息安全系统的条件和基础。自主可控是信息安全的条件之一，是实现信息系统安全的基础保障，在此基础上实现信息系统的“安全可信”才能确保数据、信息的有效可用及情报的安全可靠。

本发明专利是面向基于龙芯处理器计算机设备的可信启动机制，在设备启动过程中由可信模块对BIOS进行主动度量，BIOS完成身份认证，认证结束后决定是否进入可信引导过程。

发明内容

本发明的目的是提供一种计算机可信启动方式。

本发明的目的是按以下方式实现的，可信启动模块的引导过程主要分为两个阶段，即硬件平台的引导阶段和操作系统的启动阶段；其中：

硬件平台的引导包括从平台加电、BIOS运行到BIOS将控制权交给Boot之前，这期间主要保证硬件环境的可信；

操作系统的启动阶段是从主引导区调入操作系统装载程序一直到操作系统内核运行完毕，并运行初始化进程之前，该阶段主要保证系统的启动过程和操作系统内核的可信，启动步骤如下：

1）通过二选一模拟开关的SPI接口直接从可信模组的FPGA引出，连接到主板上存储固件代码的BIOS芯片上，可信模组的TCM芯片的BIOS_WP#引脚连接到BIOS芯片的写保护信号上，由TCM芯片控制向BIOS芯片写入数据；

2）在系统上电时，由可信模组中的TCM控制断开CPU与BIOS之间的通路，将BIOS权限交给可信模组的FPGA端，并在此时输出复位信号使得CPU一直处于复位状态，FPGA通过SPI接口的逻辑转换将BIOS传输到TCM完成主动度量，度量完成后将度量信息反馈给FPGA，再由FPGA撤销CPU复位，并将BIOS权限重新交给CPU从而完成正常启动；

3）为了实现重要数据的备份，在可信模组中设计有存储器，完整的BIOS备份就存放在TCM芯片的扩展存储器中，在度量过程中发现主机的BIOS被篡改，由TCM芯片调用恢复指令，将备份信息通过FPGA还原到主机的BIOS存储芯片中；

4）当TCM输出的使能信号为高电平时，连通CPU和BIOS之间的通信通路，系统正常启动；当使能信号为低电平时，连通可信模组与BIOS之间的通路，完成TCM对BIOS的主动度量。

本发明的有益效果是面向基于龙芯处理器计算机设备的可信启动机制，在设备启动过程中由可信模块对BIOS进行主动度量，BIOS完成身份认证，认证结束后决定是否进入可信引导过程。

附图说明

图1是可信模块的电路原理图；

图2是二选一模拟开关原理图。

具体实施方式

参照说明书附图对本发明的方法作以下详细地说明。

可信启动模块的引导过程主要分为两个阶段，及硬件平台的引导阶段和操作系统的启动阶段。

硬件平台的引导包括从平台加电、BIOS运行到BIOS将控制权交给Boot之前，这期间主要保证硬件环境的可信。

操作系统的启动阶段从主引导区调入操作系统装载程序一直到操作系统内核运行完毕，并运行初始化进程之前，该阶段主要保证系统的启动过程和操作系统内核的可信。

为完成可信启动引导过程的两个阶段，本发明专利需要解决如下技术问题：

建立存储固件代码的BIOS芯片与可信模块、CPU之间的通信通路，完成可信模块对固件的主动度量。

实现重要数据备份，可信BIOS备份恢复功能。一种计算机可信启动方式 , 如图1所示，二选一模拟开关的SPI接口直接从可信模组的FPGA引出，连接到主板上存储固件代码的BIOS芯片上，可信模组的TCM芯片的BIOS_WP#引脚连接到BIOS芯片的写保护信号上，由TCM芯片控制向BIOS芯片写入数据。

在系统上电时，由可信模组中的TCM控制断开CPU与BIOS之间的通路，将BIOS权限交给可信模组的FPGA端，并在此时输出复位信号使得CPU一直处于复位状态，FPGA通过SPI接口的逻辑转换将BIOS传输到TCM完成主动度量，度量完成后将度量信息反馈给FPGA，再由FPGA撤销CPU复位，并将BIOS权限重新交给CPU从而完成正常启动。

为了实现重要数据的备份，在可信模组中设计有存储器，完整的BIOS备份就存放在TCM芯片的扩展存储器中，在度量过程中发现主机的BIOS被篡改，由TCM芯片调用恢复指令，将备份信息通过FPGA还原到主机的BIOS存储芯片中。

图2为控制BIOS的切换电路，即二选一模拟开关。当TCM输出的使能信号为高电平时，连通CPU和BIOS之间的通信通路，系统可以正常启动；当使能信号为低电平时，连通可信模组与BIOS之间的通路，完成TCM对BIOS的主动度量。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (1)

1.一种计算机可信启动方式, 其特征在于, 可信启动模块的引导过程主要分为两个阶段，即硬件平台的引导阶段和操作系统的启动阶段；其中：

硬件平台的引导包括从平台加电、BIOS运行到BIOS将控制权交给Boot之前，这期间主要保证硬件环境的可信；

操作系统的启动阶段是从主引导区调入操作系统装载程序一直到操作系统内核运行完毕，并运行初始化进程之前，该阶段主要保证系统的启动过程和操作系统内核的可信，启动步骤如下：

1）通过二选一模拟开关的SPI接口直接从可信模组的FPGA引出，连接到主板上存储固件代码的BIOS芯片上，可信模组的TCM芯片的BIOS_WP#引脚连接到BIOS芯片的写保护信号上，由TCM芯片控制向BIOS芯片写入数据；

2）在系统上电时，由可信模组中的TCM控制断开CPU与BIOS之间的通路，将BIOS权限交给可信模组的FPGA端，并在此时输出复位信号使得CPU一直处于复位状态，FPGA通过SPI接口的逻辑转换将BIOS传输到TCM完成主动度量，度量完成后将度量信息反馈给FPGA，再由FPGA撤销CPU复位，并将BIOS权限重新交给CPU从而完成正常启动；

3）为了实现重要数据的备份，在可信模组中设计有存储器，完整的BIOS备份就存放在TCM芯片的扩展存储器中，在度量过程中发现主机的BIOS被篡改，由TCM芯片调用恢复指令，将备份信息通过FPGA还原到主机的BIOS存储芯片中；

4）当TCM输出的使能信号为高电平时，连通CPU和BIOS之间的通信通路，系统正常启动；当使能信号为低电平时，连通可信模组与BIOS之间的通路，完成TCM对BIOS的主动度量。