CN109861824A - 一种用于物联网的可信装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电源,TCM芯片,通信模块,信息采集模块,报警模块,主控芯片,COS系统;所述电源用于给所述可信装置供电,当装置供电后,引擎启动,建立信任链;所述TCM芯片,在主度量根的作用下,对主控芯片进行度量;所述通信模块,提供所述可信装置与可信网关的通信;所述主控芯片,用于运行固件程序COS系统,对COS系统中的COS内核进行度量;所述COS系统,COS内核对COS中的应用进行度量;所述可信装置与可信网关通过通信模块进行通信,判断可以装置是否可信,解决了在物联网组建时,对可信的终端设备的需求。
Description
技术领域
本申请涉及可信技术领域,具体涉及一种用于物联网的可信装置。
背景技术
可信技术由PC端扩展到移动端,在移动端可信技术有着很好的应用,在金融支付等领域已经得到很好的应用。当前,可信技术的发展已经从移动端迅速扩展到物联网。可信技术可为物联网安全提供可靠的安全保障。但在组建可信物联网时,却没有可信的终端设备可供选择。
在物联网组建时,需要有可信的网关进行协议转换,需要有可信的末端装置以实现信息采集等。当前,这样的可信装置在市场上并不存在。
发明内容
本申请提供一种用于物联网的可信装置,解决了在物联网组建时,对可信的终端设备的需求。
本申请提供一种用于物联网的可信装置,其特征在于,包括:
电源,TCM芯片,通信模块,信息采集模块,报警模块,主控芯片,COS系统;所述电源用于给所述可信装置供电,当装置供电后,引擎启动,建立信任链;所述TCM芯片,提供硬实现的密码算法、随机数发生器、度量根、PCR、引擎,在主度量根的作用下,对主控芯片进行度量;所述通信模块,提供所述可信装置与可信网关的通信;所述信息采集模块,用于采集所述可信装置的环境信息;所述报警模块,用于判断采集模块采集到的所述可信装置的环境信息是否超出了预先设置的阈值,若超出预先设置的阈值,则报警模块发出报警信息,并将报警信息通过通信模块传递至所述可信网关;所述主控芯片,用于运行固件程序COS系统,对COS系统中的COS内核进行度量;所述COS系统,包括COS内核和COS中的应用,COS内核对COS中的应用进行度量;所述可信装置与可信网关通过通信模块进行通信,判断可以装置是否可信。
优选的,所述引擎启动,建立信任链,包括:
TCM芯片对主控芯片进行度量,形成事件1,事件1包含形成的新的度量值1及对事件1的描述;
主控芯片对COS内核进行度量,形成事件2,事件2包含度量值2及对事件2的描述;
COS内核对COS中的应用进行度量,形成事件3,事件3包含度量值3及对事件3的描述,从而建立信任链。
优选的,还包括:
在形成事件1后,将值HMAC的值保存至PCR1寄存器内,同时事件1的描述的内容作为日志保存;
在形成事件2后,将值HMAC的值保存至PCR2寄存器内,同时事件2的描述的内容作为日志保存;
在形成事件3后,将值HMAC的值保存至PCR3寄存器内,同时事件3的描述的内容作为日志保存。
优选的,所述所述TCM芯片,提供硬实现的密码算法,至少包括如下一种算法:SM2、SM3、SM4。
优选的,所述通信模块,可以为有线通信或无线通信。
优选的,所述COS内核,用于存储管理,文件管理系统的内容或功能。
优选的,所述COS中的应用,包括:在COS系统中完成的一个或多个应用。
优选的,所述可信装置在建立信任链后,还包括:
TCM芯片定期对主控芯片进行度量,形成对应的事件,获取最新PCR1值,判断最新的PCR1值与寄存器内的PCR1值是否一致,若一致,则通过完整性校验;
主控芯片定期对COS内核进行度量,形成对应的事件,获取最新PCR2值,判断最新的PCR2值与寄存器内的PCR2值是否一致,若一致,则通过完整性校验;
COS内核定期对COS中的应用进行度量,形成对应的事件,获取最新PCR3值,判断最新的PCR3值与寄存器内的PCR3值是否一致,若一致,则通过完整性校验。
优选的,还包括:
若任意一个度量过程产生的值与寄存器内的值不一致,则完整性校验不通过。
优选的,所述可信装置与可信网关通过通信模块进行通信,判断可以装置是否可信,包括:
所述可信装置向可信网关提出通信请求,将相应数据发送给可信网关;
可信网关接收所述可信装置发送的相应数据,通过相应数据判断可以装置是否可信。
优选的,所述可信装置向可信网关提出通信请求的步骤之后,还包括:
可信网关回应所述可信装置,要求所述可信装置提供相应数据。
优选的,所述相应数据,包括:PIK证书,PIK对PCR做的签名,PCR值。可信装置将自己的PIK证书、PIK对PCR做的签名,以及PCR值。
本申请提供一种用于物联网的可信装置,通过可信装置建立的信任链,在可信装置工作时,对信任链的各个节点依次进行完整性的校验,若全部节点通过完整性校验,则可信装置通过的主控芯片没有被破坏,可信装置是可信的,解决了在物联网组建时,对可信的终端设备的需求。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种用于物联网的可信装置的逻辑结构示意图;
图2是本申请实施例涉及的可信装置内建立信任链的流程图;
图3是本申请实施例涉及的可信装置与可信网关进行通信前的交互示意图;
图4是本申请实施例涉及的可信网关验证可信装置是否可信的流程图。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广,因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
请参看图1,图1是本申请实施例提供的一种用于物联网的可信装置的逻辑结构示意图,下面结合图1对本申请实施例提供的装置进行详细说明。
本申请提供一种用于物联网的可信装置,其特征在于,包括:
电源,TCM芯片,通信模块,信息采集模块,报警模块,主控芯片,COS系统;所述电源用于给所述可信装置供电,当装置供电后,引擎启动,建立信任链;所述TCM芯片,提供硬实现的密码算法、随机数发生器、度量根、PCR、引擎,在主度量根的作用下,对主控芯片进行度量;所述通信模块,提供所述可信装置与可信网关的通信;所述信息采集模块,用于采集所述可信装置的环境信息;所述报警模块,用于判断采集模块采集到的所述可信装置的环境信息是否超出了预先设置的阈值,若超出预先设置的阈值,则报警模块发出报警信息,并将报警信息通过通信模块传递至所述可信网关;所述主控芯片,用于运行固件程序COS系统,对COS系统中的COS内核进行度量;所述COS系统,包括COS内核和COS中的应用,COS内核对COS中的应用进行度量;所述可信装置与可信网关通过通信模块进行通信,判断可以装置是否可信。
所述引擎启动,建立信任链的步骤如图2所示,包括:TCM芯片对主控芯片进行度量,形成事件1,事件1包含形成的新的度量值1及对事件1的描述,在形成事件1后,将值HMAC(度量根和度量值1)的值保存至PCR1寄存器内,同时事件1的描述的内容作为日志保存;主控芯片对COS内核进行度量,形成事件2,事件2包含度量值2及对事件2的描述,在形成事件2后,将值HMAC(度量值1和度量值2)的值保存至PCR2寄存器内,同时事件2的描述的内容作为日志保存;COS内核对COS中的应用进行度量,形成事件3,事件3包含度量值3及对事件3的描述,在形成事件3后,将值HMAC(度量值2和度量值3)的值保存至PCR3寄存器内,同时事件3的描述的内容作为日志保存,从而建立信任链。
所述TCM芯片,提供硬实现的密码算法,至少包括如下一种算法:SM2、SM3、SM4。
通信模块,是可信装置与可信网关通信的必备模块,可以根据需要,使用有线通或无线通信。
所述信息采集模块,用于采集所述可信装置的环境信息;所述报警模块,用于判断采集模块采集到的所述可信装置的环境信息是否超出了预先设置的阈值,若超出预先设置的阈值,则报警模块发出报警信息,并将报警信息通过通信模块传递至所述可信网关。
所述COS系统,包括COS内核和COS中的应用,COS内核,用于存储管理,文件管理系统的内容或功能。COS中的应用,包括:在COS系统中完成的一个或多个应用。
可信装置在建立信任链后,还包括:TCM芯片定期对主控芯片进行度量,形成对应的事件,获取最新PCR1值,判断最新的PCR1值与寄存器内的PCR1值是否一致,若一致,则通过完整性校验;主控芯片定期对COS内核进行度量,形成对应的事件,获取最新PCR2值,判断最新的PCR2值与寄存器内的PCR2值是否一致,若一致,则通过完整性校验;COS内核定期对COS中的应用进行度量,形成对应的事件,获取最新PCR3值,判断最新的PCR3值与寄存器内的PCR3值是否一致,若一致,则通过完整性校验。若任意一个度量过程产生的值与寄存器内的值不一致,则完整性校验不通过。
可信装置与可信网关通过通信模块进行通信,判断可以装置是否可信。在可信装置与可信网关进行通信之前需要进行数据的交互,其交互示意图如图3所示,可信装置向可信网关提出通信请求。可信网关回应可信装置,要求可信装置提供相应数据:PIK证书,PIK对PCR做的签名,PCR值。可信装置将自己的PIK证书、PIK对PCR做的签名、PCR值发送给可信网关。可信网关接收可信装置发来的数据后,做进一步的工作以确认可信装置是否可信。
可信网关验证可信装置是否可信的流程图如图4所示,其工作流程如下:可信网关接收到可信装置发来的PIK证书、用PIK对PCR做的签名、PCR值后,可信网关内部做如下工作以确认可信装置是否可信。
验证PIK证书。如果不能通过验证,则得出可信装置不可信的结论,并要求装置重新发送PIK证书、PIK对PCR做的签名、PCR值。如果不能收到可信装置重新发来的PIK证书、PIK对PCR做的签名、PCR值,则确定装置不可信,则中断本次通信;如果收到可信装置重新发来的PIK证书、PIK对PCR做的签名、PCR值,则重新进行装置可信性的确认工作;如果验证PIK证书时能通过验证,则继续以下工作。
校验用PIK对PCR做的签名。如果验证签名通不过,则认为装置不可信,要求装置重新发送PIK证书、PIK对PCR做的签名、PCR值。如果不能收到可信装置重新发来的PIK证书、PIK对PCR做的签名、PCR值,则确定装置不可信,则中断本次通信;如果收到可信装置重新发来的PIK证书、PIK对PCR做的签名、PCR值,则重新进行装置可信性的确认工作;如果能通过签名的验证,则继续以下工作。
对PCR值的完整性进行校验。如果完整性校验不通过,则认为装置不可信,要求装置重新发送PIK证书、PIK对PCR做的签名、PCR值。如果不能收到可信装置重新发来的PIK证书、PIK对PCR做的签名、PCR值,则确定装置不可信,则中断本次通信;如果收到可信装置重新发来的PIK证书、PIK对PCR做的签名、PCR值,则重新进行装置可信性的确认工作;如果能通过签名的验证,可信网关认为装置可信,允许可信装置与网关通信,并与可信装置进行通信。
本申请提供一种用于物联网的可信装置,通过可信装置建立的信任链,在可信装置工作时,对信任链的各个节点依次进行完整性的校验,若全部节点通过完整性校验,则可信装置通过的主控芯片没有被破坏,可信装置是可信的,解决了在物联网组建时,对可信的终端设备的需求。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (12)
1.一种用于物联网的可信装置,其特征在于,包括:
电源,TCM芯片,通信模块,信息采集模块,报警模块,主控芯片,COS系统;所述电源用于给所述可信装置供电,当装置供电后,引擎启动,建立信任链;所述TCM芯片,提供硬实现的密码算法、随机数发生器、度量根、PCR、引擎,在主度量根的作用下,对主控芯片进行度量;所述通信模块,提供所述可信装置与可信网关的通信;所述信息采集模块,用于采集所述可信装置的环境信息;所述报警模块,用于判断采集模块采集到的所述可信装置的环境信息是否超出了预先设置的阈值,若超出预先设置的阈值,则报警模块发出报警信息,并将报警信息通过通信模块传递至所述可信网关;所述主控芯片,用于运行固件程序COS系统,对COS系统中的COS内核进行度量;所述COS系统,包括COS内核和COS中的应用,COS内核对COS中的应用进行度量;所述可信装置与可信网关通过通信模块进行通信,判断可以装置是否可信。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述引擎启动,建立信任链,包括:
TCM芯片对主控芯片进行度量,形成事件1,事件1包含形成的新的度量值1及对事件1的描述;
主控芯片对COS内核进行度量,形成事件2,事件2包含度量值2及对事件2的描述;
COS内核对COS中的应用进行度量,形成事件3,事件3包含度量值3及对事件3的描述,从而建立信任链。
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,还包括:
在形成事件1后,将值HMAC的值保存至PCR1寄存器内,同时事件1的描述的内容作为日志保存;
在形成事件2后,将值HMAC的值保存至PCR2寄存器内,同时事件2的描述的内容作为日志保存;
在形成事件3后,将值HMAC的值保存至PCR3寄存器内,同时事件3的描述的内容作为日志保存。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述所述TCM芯片,提供硬实现的密码算法,至少包括如下一种算法:SM2、SM3、SM4。
5.根据权利要求1所述装置,其特征在于,所述通信模块,可以为有线通信或无线通信。
6.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述COS内核,用于存储管理,文件管理系统的内容或功能。
7.根据权利要求1所述的装置,所述COS中的应用,包括:在COS系统中完成的一个或多个应用。
8.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述可信装置在建立信任链后,还包括:
TCM芯片定期对主控芯片进行度量,形成对应的事件,获取最新PCR1值,判断最新的PCR1值与寄存器内的PCR1值是否一致,若一致,则通过完整性校验;
主控芯片定期对COS内核进行度量,形成对应的事件,获取最新PCR2值,判断最新的PCR2值与寄存器内的PCR2值是否一致,若一致,则通过完整性校验;
COS内核定期对COS中的应用进行度量,形成对应的事件,获取最新PCR3值,判断最新的PCR3值与寄存器内的PCR3值是否一致,若一致,则通过完整性校验。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,还包括:
若任意一个度量过程产生的值与寄存器内的值不一致,则完整性校验不通过。
10.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述可信装置与可信网关通过通信模块进行通信,判断可以装置是否可信,包括:
所述可信装置向可信网关提出通信请求,将相应数据发送给可信网关;
可信网关接收所述可信装置发送的相应数据,通过相应数据判断可以装置是否可信。
11.根据权利要求10所述的装置,其特征在于,所述可信装置向可信网关提出通信请求的步骤之后,还包括:
可信网关回应所述可信装置,要求所述可信装置提供相应数据。
12.根据权利要求10或11所述的装置,其特征在于,所述相应数据,包括:PIK证书,PIK对PCR做的签名,PCR值。可信装置将自己的PIK证书、PIK对PCR做的签名,以及PCR值。
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