Доверенный старт: аппаратный модуль как гарантия безопасности

Сегодня киберугрозы становятся все более изощренными, и вопросы безопасности информации выходят на первый план. Одним из ключевых элементов защиты от несанкционированного доступа и манипуляций является доверенная загрузка. Рассказываем, что такое аппаратный модуль доверенной загрузки, интегрированный в систему, и почему он становится надежным щитом, обеспечивая защиту на всех этапах работы устройства.

Доверенная загрузка: фундамент безопасности

Доверенная загрузка — это процесс запуска операционной системы и приложений с гарантией их целостности и подлинности. Она является ключевым элементом безопасности, так как защищает систему от несанкционированного доступа и модификации программного обеспечения на ранних стадиях работы.

Процесс загрузки устройства с установленным аппаратно-программным модулем доверенной загрузки выглядит следующим образом:

1. Сначала BIOS/UEFI, встроенное программное обеспечение, запускает основные компоненты системы, инициализируя процессор, оперативную память и все необходимые интерфейсы материнской платы. После этого управление передается средствам доверенной загрузки (СДЗ).
2. Далее СДЗ выполняет самопроверку, чтобы убедиться в своей целостности, а затем аутентифицирует пользователя, используя выбранный им способ (пароль, USB-токен, смарт-карта, электронный ключ iButton). Все действия записываются в журнал. Затем СДЗ проверяет подлинность загружаемых модулей операционной системы.
3. На финальном этапе СДЗ передает управление загрузчику ОС, который инициирует запуск операционной системы.

Таким образом, СДЗ обеспечивает защищенную среду для загрузки, гарантируя целостность и подлинность всех компонентов системы до начала работы операционной системы.

Из чего состоит аппаратный модуль доверенной загрузки

Аппаратный модуль доверенной загрузки (АМДЗ), также известный как TPM (Trusted Platform Module), представляет собой специализированный микрочип, встроенный в материнскую плату или другие устройства. Он функционирует как защищенная среда, обеспечивающая безопасность процесса загрузки и работу ключевых функций системы.

АМДЗ состоит из нескольких ключевых компонентов:

1. Криптографический процессор, который отвечает за выполнение криптографических операций — шифрование, хеширование, генерация ключей.
2. Неизменяемая память, которая хранит секретные ключи, сертификаты и другие критические данные.
3. Защищенная среда, обеспечивающая необходимую изоляцию для выполнения ключевых функций системы.

Модуль доверенной загрузки выполняет следующие функции:

• проверяет подпись загрузчика, чтобы убедиться, что он не был изменен;
• загружает ядро операционной системы и проверяет его подпись, чтобы убедиться, что она соответствует оригинальной версии;
• обеспечивает целостность критических данных системы и предотвращает их несанкционированную модификацию;
• гарантирует подлинность программного обеспечения.

В итоге аппаратный модуль доверенной загрузки предоставляет дополнительный уровень защиты от киберугроз и обеспечивает надежный фундамент для безопасной работы устройства.

Сертификация средств доверенной загрузки

Сертификация средств доверенной загрузки — ключевой элемент обеспечения доверия к их безопасности и функциональности. Процесс сертификации основан на строгих критериях, которые определяют уровень защиты от киберугроз и соответствие действующим стандартам.

Алена Лукашева

Заместитель руководителя департамента аудита и консалтинга iTPROTECT

Средства доверенной загрузки предназначены для обеспечения защиты данных от угроз несанкционированного доступа (НСД) и противодействия атакам на базовую систему ввода-вывода. В требованиях, установленных ФСТЭК России, выделены следующие типы средств доверенной загрузки (СДЗ):

1. СДЗ уровня базовой системы ввода-вывода, встраиваемые в BIOS/UEFI для управления порядком загрузки операционной системы. Они обеспечивают аутентификацию пользователей и журналирование их действий, контроль целостности BIOS/UEFI, проверку подлинности и целостности загружаемых модулей операционной системы.
2. СДЗ уровня платы расширения. Они устанавливаются внутри устройства и перехватывают управление порядком загрузки устройства, исключая возможность загрузки операционной системы с внешних накопителей.
3. СДЗ уровня загрузочной записи жесткого диска, использующие шифрование или замену загрузочной записи жесткого диска, работающие до передачи управления операционной системы.

Для дифференциации требований к функциям безопасности средств доверенной загрузки выделяются шесть классов защиты средств доверенной загрузки. Самый низкий класс — шестой, самый высокий — первый.

Соответствующие профили защиты для средств доверенной загрузки открыто опубликованы лишь для некоторых классов в форме методических документов ФСТЭК России:

1. Профиль защиты. Средства доверенной загрузки уровня базовой системы ввода-вывода четвертого класса защиты (ИТ.СДЗ.УБ4.ПЗ);
2. Профиль защиты. Средства доверенной загрузки уровня платы расширения четвертого класса защиты (ИТ.СДЗ.ПР4.ПЗ);
3. Профиль защиты. Средства доверенной загрузки уровня загрузочной записи пятого класса защиты (ИТ.СДЗ.ЗЗ5.ПЗ);
4. Профиль защиты. Средства доверенной загрузки уровня загрузочной записи шестого класса защиты (ИТ.СДЗ.ЗЗ6.ПЗ).
   

В соответствии с информационным письмом ФСТЭК России от 06.02.2014 г. № 240/24/405 «Об утверждении Требований к средствам доверенной загрузки», выделяются три уровня средств доверенной загрузки:

• базовой системы ввода-вывода;
• платы расширения;
• загрузочной записи.

Сертификация средств доверенной загрузки является важным шагом для обеспечения доверие к их безопасности и функциональности. Она гарантирует, что данные и системы защищены от киберугроз и соответствуют стандартам безопасности.

Выводы

Использование модулей доверенной загрузки значительно увеличивает уровень безопасности систем, гарантируя целостность и подлинность компонентов операционной системы и приложений. АМДЗ защищают от вредоносного ПО, обеспечивают безопасное хранение ключей и поддерживают действующие стандарты безопасности.

Очевидно, что технология доверенной загрузки будет дальше развиваться, чтобы удовлетворять растущие требования безопасности. Ожидается, что средства доверенной загрузки будут интегрированы в еще более широкий спектр устройств, включая IoT-устройства и промышленные системы.