TPM 명령어 인가 프로토콜에 대한 내부자 공격 취약점 분석 및 대응책

Abstract

TPM(Trusted Platform Module)은 신뢰된 컴퓨팅 환경을 구성하기 위해 플랫폼 내부에 부착된 하드웨어 칩이다. TPM의 핵심 명령어들 중에서 정당한 사용자만이 TPM을 사용할 수 있도록 명령어에 대한 인가(authorization)가 선행되어야 한다. 즉, 사용자는 TPM 칩에게 명령어 인가를 받기 위해 OIAP(Object-Independent Authorization Protocol)이나 OSAP(Object-Specific Authorization Protocol) 프로토콜을 사용한다. 그러나 최근 Chen과 Ryan은 단일 플랫폼 내의 멀티유저 환경에서 내부 공격자가 TPM으로 위장하는 공격에 취약함을 밝히고 그 대응책으로 SKAP(Session Key Authorization Protocol) 프로토콜을 이론적으로 제안하였다. 본 논문에서는 실제 PC에 TPM 칩을 장착한 상태에서 OSAP에 대한 내부자 공격이 실제로 가능함을 인가 프로토콜 실험을 통해 확인하였다. 또한 이전의 대응 방법인 SKAP에서 명령어 구조 변경 및 대칭 키 암호 연산이 필요했던 점을 개선하여 보다 효과적인 내부자 공격 대응책을 제안하였다. 제안 프로토콜에서는 OSAP 명령어 체계만 간단히 수정하고 사용자 및 TPM 칩에서 각각 RSA 암 복호 연산 한번만 추가하면 내부자 공격을 막을 수 있다. The TPM(Trusted Platform Module) is a hardware chip to support a trusted computing environment. A rightful user needs a command authorization process in order to use principal TPM commands. To get command authorization from TPM chip, the user should perform the OIAP(Object-Independent Authorization Protocol) or OSAP(Object-Specific Authorization Protocol). Recently, Chen and Ryan alerted the vulnerability of insider attack on TPM command authorization protocol in multi-user environment and presented a countermeasure protocol SKAP(Session Key Authorization Protocol). In this paper, we simulated the possibility of insider attack on OSAP authorization protocol in real PC environment adopted a TPM chip. Furthermore, we proposed a novel countermeasure to defeat this insider attack and improve SKAP's disadvantages such as change of command suructures and need of symmetric key encryption algorithm. Our proposed protocol can prevent from insider attack by modifying of only OSAP command structure and adding of RSA encryption on user and decryption on TPM.