一种可信平台控制模块的密钥迁移方法技术

本发明专利技术涉及一种可信平台控制模块的密钥迁移方法，所述方法包括：选择迁移密钥，并对所述迁移密钥进行授权；根据迁移方案对被迁移密钥进行迁移，其中，所述迁移方案包括：直接迁移、双重包裹迁移和中介接力迁移；本发明专利技术提供的技术方案，能够保护对称和非对称密钥在TPCM内密钥树转移、TPCM芯片间、TPCM与无密钥环境间传输时不被泄露和篡改，迁移行为只能由密钥拥有者或公正第三方授权下实施，并且迁移后可被合法用户使用，广泛用于解决TPCM的密钥的容灾备份，虚拟系统迁移伴随的密钥迁移问题等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信息安全领域，具体涉及一种可信平台控制模块的密钥迁移方法。
技术介绍
TPM(可信平台模块)是TCG国际可信计算联盟组织设计的一款可信计算芯片，其机制与我国TPCM机制相类似。TPM的可信存储框架是建立在公钥体制下的，它包括密钥存储，密钥包裹，密钥导入，密钥迁移，证书生成，证书激活操作，其实质是保护密钥中的私钥成分。其中密钥迁移操作用于对TPM管理的密钥树中可迁移密钥进行打包迁出，解包迁入操作，其关键特点是：1.被迁移的密钥必须是可迁移属性，迁移密钥是公钥类型；2.分为无代理和有代理两种模式；3.迁移方法分为两种，分别是直接迁移和双重密钥保护；4.迁移密钥使用前需要由管理员授权，授权时需提供管理员口令。采用TPCM芯片，国内可信计算框架与TPM在设计理念上有以下几个重要的不同：1.密钥树采用对称/非对称相结合的密钥存储结构；2.证书采用PIK/PEK双证书结构；3.角色机制包含管理员/普通用户；考虑到上述不同和基于云计算环境的现实需求，现有技术中在设计TPCM芯片的密钥迁移机制方面需要考虑：1.TPM的密钥迁移机制中任何一个迁移密钥的使用需要管理员授权，管理员权限过大，管理范围过广，用户密钥分支的迁移需要管理员授权，同时管理员亦可创建其它迁移密钥，对用户密钥分支进行迁移，因此存在安全威胁。在TPCM设计中应该保证授权者和被迁移密钥分支的拥有者一致，亦可由授权者指定密钥迁移方案，以保护用户密钥分支迁移行为实施的合法性，减少迁移模型中信息对其它无关角色的泄露；2.为满足云平台的复杂环境需求，应提供支持星状网的中介迁移模型和网状网的点对点直接迁移模型，并提供2种以上的安全强度；3.系统密钥树和用户密钥分支的迁移方法相同，但迁移密钥的指定和授权应该使用公正第三方进行，限制管理员的权利。因此，采用PEK证书完成顶层可迁移密钥分支结构，满足容灾备份的需求；4.TPM使用公钥密码体制，TPCM采用对称非对称混合型密钥树，TPM的直接密钥迁移方案不能用于对称密钥的迁移，所以TPCM的迁移方案要支持对称密钥的迁移。
技术实现思路
本专利技术提供一种可信平台控制模块的密钥迁移方法，其目的是保护对称和非对称密钥在TPCM内密钥树转移、TPCM芯片间、TPCM与无密钥环境间传输时不被泄露和篡改，迁移行为只能由密钥拥有者或公正第三方授权下实施，并且迁移后可被合法用户使用，能够广泛用于解决TPCM的密钥的容灾备份，虚拟系统迁移伴随的密钥迁移问题等。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：一种可信平台控制模块的密钥迁移方法，其改进之处在于，包括：选择迁移密钥，并对所述迁移密钥进行授权；根据迁移方案对被迁移密钥进行迁移，其中，所述迁移方案包括：直接迁移、双重包裹迁移和中介接力迁移。优选的，将源TPCM芯片的密钥树结构或其分支作为所述被迁移密钥，其中，所述密钥树结构的顶层为类型为对称密钥的SMK，所述密钥树结构的第二层包括：可迁移的存储密钥和不可迁移的存储密钥、PIK平台身份密钥以及PEK平台加密密钥；所述密钥树结构的第三层为用户的存储密钥，所述密钥树结构的第四层为用户用于加密、签名、存储的密钥。优选的，所述对所述迁移密钥进行授权，包括：设置迁移密钥的迁移信息，其中，所述迁移信息包括：目的TPCM芯片的迁移密钥的公钥migrationKey、使用时间expirationTime、迁移方案migrationScheme和用户授权数据UserSecret；利用源TPCM生成的秘密摘要值tpcmProof对所述迁移信息进行签名，获取签名信息sig，其中，sig＝HMACtpcmProof(migrationKey||migraitonScheme||expirationTime||userSecret)，HMACtpcmProof表示采用tpcmProof作为哈希算法的密钥进行哈希算法。进一步的，对所述目的TPCM芯片的迁移密钥的公钥migrationKey和使用者身份进行鉴权，使用者输入鉴权口令userSecret′，获取鉴权信息sig′，其中sig′＝HMACtpcmProof(migrationKey||migraitonScheme||expirationTime||userSecret′)，若sig′＝sig，则所述目的TPCM芯片的迁移密钥的公钥migrationKey和使用者身份鉴权成功，允许对被迁移密钥进行迁移，若sig′≠sig，则所述目的TPCM芯片的迁移密钥的公钥migrationKey和使用者身份鉴权失败，不允许对被迁移密钥进行迁移。优选的，采用直接迁移方案对所述迁移密钥进行迁移，包括：源TPCM芯片利用目的TPCM芯片的迁移密钥的公钥migrationKey包裹源TPCM芯片的被迁移密钥Keywrap，获取直接被迁移密钥信息Msg，并将Msg发送至所述目的TPCM芯片；目的TPCM芯片利用迁移密钥的私钥MigKeypriv对Msg进行解密，获取所述被迁移密钥Keywrap。优选的，采用双重包裹迁移方案对所述迁移密钥进行迁移，包括：源TPCM芯片利用目的TPCM芯片的迁移密钥的公钥migrationKey包裹源TPCM芯片生成的随机数会话密钥Ksym，获取第一双重包裹被迁移密钥信息Msg1；源TPCM芯片利用源TPCM芯片生成的随机数会话密钥Ksym包裹源TPCM芯片的被迁移密钥Keywrap，获取第二双重包裹被迁移密钥信息Msg2；目的TPCM芯片利用迁移密钥的私钥MigKeypriv对Msg1进行解密，获取所述源TPCM芯片生成的随机数会话密钥Ksym；目的TPCM芯片利用所述源TPCM芯片生成的随机数会话密钥Ksym对Msg2进行解密，获取所述被迁移密钥Keywrap。优选的，采用中介接力迁移方案对所述迁移密钥进行迁移，包括：源TPCM芯片利用源TPCM芯片生成的第一随机数会话密钥R包裹源TPCM芯片的被迁移密钥Keywrap，获取第一中介接力被迁移密钥信息Msg1，利用源TPCM芯片生成的第二随机数会话密钥T包裹源TPCM芯片生成的第一随机数会话密钥R，获取第二中介接力被迁移密钥信息Msg2，利用目的TPCM芯片的迁移密钥的公钥migrationKey包裹Msg2，获取第三中介接力被迁移密钥信息Msg3，并将Msg1和T发送至目的TPCM芯片，Msg3发送至中介TPCM芯片；中介TPCM芯片利用迁移密钥的私钥MigKeypriv对Msg3进行解密，获取Msg2，并将Msg2发送至目的TPCM芯片；目的TPCM芯片利用源TPCM芯片生成的第二随机数会话密钥T对Msg2进行解密，获取源TPCM芯片生成的第一随机数会话密钥R，在利用源TPCM芯片生成的第一随机数会话密钥R对Msg1进行解密，获取源TPCM芯片的被迁移密钥Keywrap。优选的，若目的TPCM芯片向可信第三方取得安全证书，则利用安全证书提供的迁移密钥公钥和随机数会话密钥，对被迁移密钥进行双重包裹迁移。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的一种可信平台控制模块的密钥迁移方法，能够确保密钥在迁移过程中的私密性，完整性，和接收者的合法性；利用这一机制的服务接口，上层应用可完成两个不同TPCM间密钥的迁移，同一个TPCM不同密钥树的密钥迁移，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可信平台控制模块的密钥迁移方法，其特征在于，所述方法包括：选择迁移密钥，并对所述迁移密钥进行授权；根据迁移方案对被迁移密钥进行迁移，其中，所述迁移方案包括：直接迁移、双重包裹迁移和中介接力迁移。

【技术特征摘要】
1.一种可信平台控制模块的密钥迁移方法，其特征在于，所述方法包括：选择迁移密钥，并对所述迁移密钥进行授权；根据迁移方案对被迁移密钥进行迁移，其中，所述迁移方案包括：直接迁移、双重包裹迁移和中介接力迁移。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将源TPCM芯片的密钥树结构或其分支作为所述被迁移密钥，其中，所述密钥树结构的顶层为类型为对称密钥的SMK，所述密钥树结构的第二层包括：可迁移的存储密钥和不可迁移的存储密钥、PIK平台身份密钥以及PEK平台加密密钥；所述密钥树结构的第三层为用户的存储密钥，所述密钥树结构的第四层为用户用于加密、签名和存储的密钥。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述迁移密钥进行授权，包括：设置迁移密钥的迁移信息，其中，所述迁移信息包括：目的TPCM芯片的迁移密钥的公钥migrationKey、使用时间expirationTime、迁移方案migrationScheme和用户授权数据UserSecret；利用源TPCM生成的秘密摘要值tpcmProof对所述迁移信息进行签名，获取签名信息sig，其中，sig＝HMACtpcmProof(migrationKey||migraitonScheme||expirationTime||userSecret)，HMACtpcmProof表示采用tpcmProof作为哈希算法的密钥进行哈希算法。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述目的TPCM芯片的迁移密钥的公钥migrationKey和使用者身份进行鉴权，使用者输入鉴权口令userSecret′，获取鉴权信息sig′，其中sig′＝HMACtpcmProof(migrationKey||migraitonScheme||expirationTime||userSecret′)，若sig′＝sig，则所述目的TPCM芯片的迁移密钥的公钥migrationKey和使用者身份鉴权成功，允许对被迁移密钥进行迁移，若sig′≠sig，则所述目的TPCM芯片的迁移密钥的公钥migrationKey和使用者身份鉴权失败，不允许对被迁移密钥进行迁移。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用直接迁移方案对所述迁移密钥进行迁移，包括：源TPCM芯片利用目的TPCM芯片的迁移密钥的公钥migratio...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙悦，孙瑜，李万兴，姜殊佳，姜林剑，
申请(专利权)人：北京可信华泰信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11