專(zhuān)利名稱(chēng)：用于對(duì)安全計(jì)算資源進(jìn)行共享訪問(wèn)的設(shè)備、系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安全計(jì)算，具體來(lái)說(shuō)，涉及安全計(jì)算模塊的共享使用。
背景技術(shù)：
諸如計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、個(gè)人數(shù)字助理、電話(huà)、路由器和網(wǎng)絡(luò)之類(lèi)的數(shù)據(jù)處理設(shè)備頻繁地操作、存儲(chǔ)和傳遞敏感數(shù)據(jù)。敏感數(shù)據(jù)可以包括密碼、個(gè)人標(biāo)識(shí)號(hào)、信用卡號(hào)、帳號(hào)、銀行路由編號(hào)、包括名稱(chēng)、地址、電子郵件地址和電話(huà)號(hào)碼、訂單信息在內(nèi)的客戶(hù)信息、財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)，包括語(yǔ)音、文本、圖形和數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ拧?br> 諸如可信計(jì)算平臺(tái)聯(lián)盟(“TCPA”)和可信計(jì)算組(“TCG”)之類(lèi)的安全計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)組制定了標(biāo)準(zhǔn)，以保護(hù)數(shù)據(jù)處理設(shè)備中的敏感數(shù)據(jù)。通常，安全計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)為諸如將數(shù)據(jù)加密、存儲(chǔ)加密密鑰、允許和拒絕對(duì)數(shù)據(jù)和加密密鑰的訪問(wèn)，以及測(cè)量和跟蹤安全數(shù)據(jù)處理設(shè)備的完整性之類(lèi)的安全功能定義協(xié)議和進(jìn)程。安全計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)常常給安全計(jì)算模塊(“SCM”)賦予安全功能。SCM可以是執(zhí)行安全功能的硬件和軟件模塊。在一個(gè)實(shí)施例中，諸如微處理器、通信信道、邏輯電路、軟件內(nèi)核、操作系統(tǒng)軟件和軟件應(yīng)用程序之類(lèi)的數(shù)據(jù)處理設(shè)備硬件和軟件模塊(“計(jì)算模塊”)用SCM執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)安全功能。
數(shù)據(jù)處理設(shè)備可以使用安全計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)來(lái)保護(hù)敏感數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理設(shè)備可以包括SCM。SCM用一個(gè)或多個(gè)計(jì)算模塊來(lái)執(zhí)行安全功能。可信計(jì)算組(TCG)將安全功能的一個(gè)實(shí)施例描述為可信平臺(tái)模塊(“TPM”)。
計(jì)算模塊可以是排他的計(jì)算模塊(“ECM”)。ECM被設(shè)計(jì)為與SCM之間排他地執(zhí)行安全功能。ECM要求所有其他計(jì)算模塊執(zhí)行從ECM到SCM的安全功能。通過(guò)ECM執(zhí)行安全計(jì)算功能的計(jì)算模塊是符合計(jì)算模塊(“CCM”)。
例如，ECM可以是操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)ECM可以只允許一個(gè)或多個(gè)CCM通過(guò)操作系統(tǒng)ECM應(yīng)用程序編程接口(“API”)執(zhí)行安全功能。操作系統(tǒng)ECM被設(shè)計(jì)為通過(guò)其他計(jì)算模塊排除與SCM之間執(zhí)行的所有安全功能。
令人遺憾的是，諸如舊式服務(wù)和應(yīng)用程序之類(lèi)的許多計(jì)算模塊沒(méi)有被設(shè)計(jì)為通過(guò)ECM進(jìn)行操作。不通過(guò)ECM執(zhí)行安全功能的計(jì)算模塊是非相容計(jì)算模塊(“CCM”)。NCM可以是在ECM之前創(chuàng)建的舊式計(jì)算模塊。例如，在設(shè)計(jì)ECM API之前創(chuàng)建的NCM不能通過(guò)ECM API執(zhí)行安全功能。
具有與SCM之間執(zhí)行安全功能的ECM的安全數(shù)據(jù)處理設(shè)備不能也具有與SCM之間執(zhí)行安全功能的NCM。在一個(gè)實(shí)施例中，如果NCM嘗試直接與SCM之間執(zhí)行安全功能，則NCM將被拒絕執(zhí)行安全功能。在另一個(gè)實(shí)施例中，如果NCM直接與SCM之間執(zhí)行安全功能，則ECM將檢測(cè)安全功能事務(wù)。ECM可以判斷，SCM的安全性被損害，并與SCM之間停止安全功能事務(wù)，防止ECM和任何CCM執(zhí)行安全功能，以保護(hù)敏感數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)處理設(shè)備可以包括兩個(gè)或更多SCM以允許ECM和NCM兩者執(zhí)行安全功能。ECM用第一SCM執(zhí)行安全功能。NCM用第二SCM執(zhí)行安全功能。ECM不阻止NCM執(zhí)行安全功能。NCM安全功能事務(wù)也不會(huì)導(dǎo)致ECM判斷第一SCM的安全性被損害。ECM和NCM兩者都可以執(zhí)行安全功能。令人遺憾的是，數(shù)據(jù)處理設(shè)備至少要求兩個(gè)SCM以允許ECM和NCM執(zhí)行安全功能，從而增大了數(shù)據(jù)處理設(shè)備的復(fù)雜性和成本。
所需要的是允許ECM和NCM兩者用單一的SCM執(zhí)行安全功能的方法、設(shè)備和系統(tǒng)。還需要這樣的方法、設(shè)備和系統(tǒng)，它們還允許ECM和NCM兩者在單一的SCM上執(zhí)行安全功能，而不會(huì)實(shí)際損害SCM的安全性或顯著地?fù)p害SCM的安全性。優(yōu)選情況下，這樣的進(jìn)程、設(shè)備和系統(tǒng)將允許NCM和ECM兩者用單一的SCM成功地執(zhí)行安全功能，從而會(huì)降低數(shù)據(jù)處理設(shè)備中的安全計(jì)算的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是在響應(yīng)當(dāng)前的技術(shù)狀況而開(kāi)發(fā)出來(lái)的，具體來(lái)說(shuō)，響應(yīng)當(dāng)前的安全計(jì)算模塊還沒(méi)有完全解決的技術(shù)中的問(wèn)題和需求而產(chǎn)生的。相應(yīng)地，本發(fā)明提供這樣的進(jìn)程、設(shè)備和系統(tǒng)，以允許排他的計(jì)算模塊(“ECM”)和非相容計(jì)算模塊(“NCM”)執(zhí)行安全功能，克服了當(dāng)前技術(shù)中上文所討論的許多缺點(diǎn)或全部缺點(diǎn)。
用于進(jìn)行安全數(shù)據(jù)處理的設(shè)備配備有包含多個(gè)模塊的邏輯單元，被配置為在功能上執(zhí)行硬件/軟件模塊(“計(jì)算模塊”)的所必需的步驟，設(shè)置安全計(jì)算模塊(“SCM”)的上下文，并執(zhí)行安全功能。在所描述的實(shí)施例中的這些模塊包括安全功能模塊(“SFM”)、通信模塊和上下文模塊。
該設(shè)備可以是SCM，并用一個(gè)或多個(gè)計(jì)算模塊執(zhí)行安全功能。計(jì)算模塊可以包括諸如微處理器、通信信道、邏輯電路、軟件內(nèi)核、操作系統(tǒng)軟件和軟件應(yīng)用程序之類(lèi)的硬件和軟件模塊。通信模塊在執(zhí)行安全功能的計(jì)算模塊和SFM之間進(jìn)行通信。在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算模塊啟動(dòng)與設(shè)備之間執(zhí)行安全功能的過(guò)程。計(jì)算模塊可以通過(guò)用電子信號(hào)給通信模塊編址來(lái)啟動(dòng)執(zhí)行安全功能的過(guò)程。計(jì)算模塊還可以通過(guò)將軟件數(shù)據(jù)寫(xiě)入到通信模塊中來(lái)啟動(dòng)執(zhí)行安全功能的過(guò)程。
計(jì)算模塊可以是ECM。ECM被設(shè)計(jì)為與設(shè)備之間排他地執(zhí)行安全功能。此外，ECM被設(shè)計(jì)為阻止所有其他計(jì)算模塊與設(shè)備之間執(zhí)行安全功能，通過(guò)ECM的情況除外。此外，如果ECM檢測(cè)到任何其他計(jì)算模塊與設(shè)備之間執(zhí)行了安全功能，則ECM可以判斷，設(shè)備的安全性被損害。計(jì)算模塊也可以是NCM。NCM與設(shè)備之間執(zhí)行安全功能。NCM不通過(guò)ECM執(zhí)行安全功能。
上下文模塊標(biāo)識(shí)計(jì)算模塊。在一個(gè)實(shí)施例中，上下文模塊從通信模塊接收身份。在另一個(gè)實(shí)施例中，上下文模塊直接從計(jì)算模塊接收身份。上下文模塊將SFM的上下文設(shè)置為計(jì)算模塊上下文。例如，上下文模塊可以將SFM的上下文設(shè)置為ECM上下文。ECM能夠與SFM之間執(zhí)行安全功能，因?yàn)镾FM處于ECM上下文中。
ECM不檢測(cè)第二計(jì)算模塊的安全功能事務(wù)，不能訪問(wèn)第二計(jì)算模塊的敏感數(shù)據(jù)，如加密數(shù)據(jù)和加密密鑰。第二計(jì)算模塊可以是NCM。或者，上下文模塊可以將SFM的上下文設(shè)置為NCM上下文，可使NCM與SFM之間執(zhí)行安全功能。NCM也不檢測(cè)ECM的安全功能事務(wù)，并且不能訪問(wèn)ECM的敏感數(shù)據(jù)。
在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算模塊啟動(dòng)與設(shè)備之間執(zhí)行安全功能的過(guò)程，每次啟動(dòng)安全功能事務(wù)時(shí)，設(shè)備都完成安全功能事務(wù)。在另一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備仲裁計(jì)算模塊執(zhí)行安全功能的權(quán)限。例如，啟動(dòng)與設(shè)備之間執(zhí)行安全功能的ECM可以被設(shè)備拒絕執(zhí)行安全功能，直到設(shè)備完成與NCM之間執(zhí)行的安全功能事務(wù)。
本發(fā)明的系統(tǒng)還用于進(jìn)行安全計(jì)算。系統(tǒng)可以以安全的數(shù)據(jù)處理設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體來(lái)說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)包括SCM、ECM、和NCM。ECM和NCM與SCM之間執(zhí)行安全功能。
ECM可以啟動(dòng)與SCM之間執(zhí)行安全功能。SCM將SCM的上下文設(shè)置為ECM上下文。ECM在ECM上下文中與SCM之間執(zhí)行安全功能。此外，NCM可以啟動(dòng)與SCM之間執(zhí)行安全功能。SCM將SCM的上下文設(shè)置為NCM上下文，NCM在NCM上下文中與SCM之間執(zhí)行安全功能。
ECM與SCM之間執(zhí)行安全功能，而不檢測(cè)NCM的安全功能事務(wù)，也不訪問(wèn)NCM敏感數(shù)據(jù)。NCM還與SCM之間執(zhí)行安全功能，而不檢測(cè)ECM的安全功能事務(wù)，也不訪問(wèn)ECM敏感數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，ECM或NCM與SCM之間執(zhí)行安全功能。在另一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)可使NCM在ECM執(zhí)行安全功能時(shí)執(zhí)行安全功能，并可使在NCM執(zhí)行安全功能時(shí)執(zhí)行安全功能。
本發(fā)明的進(jìn)程還用于進(jìn)行安全計(jì)算。所說(shuō)明的實(shí)施例中的進(jìn)程基本上包括執(zhí)行上文關(guān)于所描述的設(shè)備和系統(tǒng)的操作提供的功能所需的步驟。在一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)程包括標(biāo)識(shí)計(jì)算模塊、設(shè)置SCM的上下文，以及執(zhí)行安全功能。此外，進(jìn)程可以包括啟動(dòng)安全功能的執(zhí)行。
在一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)程啟動(dòng)安全功能的執(zhí)行。進(jìn)程標(biāo)識(shí)啟動(dòng)安全功能的執(zhí)行的計(jì)算模塊，將SCM的上下文設(shè)置為計(jì)算模塊上下文。此外，進(jìn)程在計(jì)算模塊上下文中在計(jì)算模塊和SCM之間執(zhí)行安全功能。
本發(fā)明可使ECM和NCM在單一的SCM上執(zhí)行安全功能，并可以降低安全數(shù)據(jù)處理設(shè)備的成本。此外，本發(fā)明可使NCM用單一的SCM執(zhí)行安全功能，該單一的SCM還用ECM執(zhí)行安全功能。通過(guò)下面的描述和所附的權(quán)利要求，本發(fā)明的這些特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)，或者，也可以通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐來(lái)了解。


為了能夠輕松地理解本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，上文簡(jiǎn)要描述的本發(fā)明的比較特定的說(shuō)明將通過(guò)參考特定實(shí)施例來(lái)呈現(xiàn)，特定實(shí)施例將通過(guò)所附的圖形加以說(shuō)明。理解這些圖形只描述了本發(fā)明的典型實(shí)施例，不應(yīng)該被認(rèn)為是限制本發(fā)明的范圍，將通過(guò)使用附圖并結(jié)合其他特征和細(xì)節(jié)描述和說(shuō)明本發(fā)明，其中圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明的敏感數(shù)據(jù)處理設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的方框圖；圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的安全計(jì)算模塊的一個(gè)實(shí)施例的方框圖；圖3是顯示本發(fā)明的安全計(jì)算模塊的另一個(gè)實(shí)施例的方框圖；圖4a是顯示根據(jù)本發(fā)明的加密密鑰表的一個(gè)實(shí)施例的方框圖；圖4b是顯示根據(jù)本發(fā)明的加密密鑰表的另一個(gè)實(shí)施例的方框圖；圖4c是顯示根據(jù)本發(fā)明的加密密鑰表的另一個(gè)實(shí)施例的方框圖；
圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的共享訪問(wèn)方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；圖6是顯示本發(fā)明的安全計(jì)算模塊的一個(gè)實(shí)施例的方框圖；以及圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算模塊的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。
具體實(shí)施例方式
本說(shuō)明書(shū)中所描述的許多功能單元被標(biāo)記為模塊，以便更具體地強(qiáng)調(diào)它們的實(shí)現(xiàn)方式的獨(dú)立性。例如，模塊可以作為硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，包括自定義VLSI電路或門(mén)陣列，諸如邏輯芯片、晶體管之類(lèi)的現(xiàn)成半導(dǎo)體或其他分離的元件。模塊也可以以可編程硬件設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，如現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列、可編程陣列邏輯、可編程邏輯器件等等。
模塊也可以以供各種類(lèi)型的處理器執(zhí)行的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。可執(zhí)行代碼的標(biāo)識(shí)的模塊可以包括計(jì)算機(jī)指令的一個(gè)或多個(gè)物理或邏輯塊，而計(jì)算機(jī)指令可以作為對(duì)象、過(guò)程或函數(shù)來(lái)組織。盡管如此，標(biāo)識(shí)的模塊的可執(zhí)行程序不必在物理上位于一起，而可以包括存儲(chǔ)在不同位置的完全不同的指令，當(dāng)這些指令在邏輯上聯(lián)接在一起時(shí)，構(gòu)成了模塊并可以獲得模塊的聲明的用途。
實(shí)際上，可執(zhí)行代碼的模塊可以是單個(gè)指令，或許多指令，甚至可以分布在多個(gè)不同的代碼段中，分布在不同的程序中，以及跨多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備分布。同樣，操作數(shù)據(jù)在這里也可以在模塊內(nèi)標(biāo)識(shí)和說(shuō)明，并可以以任何適當(dāng)?shù)男问綄?shí)現(xiàn)，在任何適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型內(nèi)組織。操作數(shù)據(jù)可以作為單個(gè)數(shù)據(jù)集收集，也可以分布在不同的位置，包括分布在不同的存儲(chǔ)設(shè)備中，也可以至少部分地只作為系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)上的電子信號(hào)存在。
圖1是顯示本發(fā)明的安全數(shù)據(jù)處理設(shè)備100的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。設(shè)備100可使計(jì)算模塊執(zhí)行安全功能。計(jì)算模塊(“計(jì)算模塊”)可以包括諸如微處理器、通信信道、邏輯電路、軟件內(nèi)核、操作系統(tǒng)軟件和軟件應(yīng)用程序之類(lèi)的硬件和軟件模塊。安全數(shù)據(jù)處理設(shè)備100包括非相容計(jì)算模塊(“NCM”)105、排他的計(jì)算模塊(“ECM”)110、和安全計(jì)算模塊(“SCM”)115。此外，正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知道的，設(shè)備100可以包括其他計(jì)算模塊。雖然安全數(shù)據(jù)處理設(shè)備100被描述為具有一個(gè)NCM 105、一個(gè)ECM 110、一個(gè)SCM，但是，可以使用任意數(shù)量的NCM 105、ECM 110和SCM 115。
計(jì)算模塊啟動(dòng)與SCM 115之間執(zhí)行安全功能的過(guò)程。在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算模塊是ECM 110。在另一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算模塊是NCM105。SCM 115標(biāo)識(shí)計(jì)算模塊，并將SCM 115的上下文設(shè)置為計(jì)算模塊上下文。計(jì)算模塊上下文中的SCM 115能夠與計(jì)算模塊之間執(zhí)行安全功能。
例如，ECM 110可以與SCM之間115執(zhí)行安全功能。SCM 115標(biāo)識(shí)ECM 110。此外，SCM 115將SCM 115的上下文設(shè)置為ECM110上下文。ECM 110與SCM之間115執(zhí)行安全功能，因?yàn)镾CM115處于ECM 110上下文中，包括與ECM 110的敏感數(shù)據(jù)之間執(zhí)行安全功能。此外，NCM 105可以啟動(dòng)與SCM 115之間執(zhí)行安全功能。SCM 115將SCM 115的上下文設(shè)置為NCM 105上下文。NCM 105與SCM之間115執(zhí)行安全功能，因?yàn)镾CM 115處于NCM 105上下文中。NCM 105不能使用ECM 110的敏感數(shù)據(jù)與SCM之間115執(zhí)行安全功能。ECM 110也不能使用NCM 105的敏感數(shù)據(jù)與SCM之間115執(zhí)行安全功能。
在一個(gè)實(shí)施例中，SCM 115的上下文是ECM 110上下文或NCM 105上下文。在另一個(gè)實(shí)施例中，SCM 115的上下文是ECM110上下文和NCM 105上下文。敏感數(shù)據(jù)處理設(shè)備100支持計(jì)算模塊和SCM 115之間的安全功能執(zhí)行。
圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的SCM 200的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。SCM 200與一個(gè)或多個(gè)NCM 105和一個(gè)或多個(gè)ECM 110之間執(zhí)行安全功能。SCM 200包括安全功能模塊(“SFM”)205、通信模塊210和上下文模塊215。
SFM 205通過(guò)通信模塊210執(zhí)行安全功能。通信模塊210與一個(gè)或多個(gè)計(jì)算模塊進(jìn)行通信。計(jì)算模塊可以是ECM 110。計(jì)算模塊也可以是NCM 105。在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算模塊通過(guò)通信模塊210啟動(dòng)與SFM 205之間執(zhí)行安全功能的過(guò)程。
上下文模塊215標(biāo)識(shí)啟動(dòng)安全功能事務(wù)的計(jì)算模塊。在一個(gè)實(shí)施例中，上下文模塊215與計(jì)算模塊進(jìn)行通信。在另一個(gè)實(shí)施例中，上下文模塊215通過(guò)通信模塊210標(biāo)識(shí)計(jì)算模塊。上下文模塊215將SFM 205的上下文設(shè)置為計(jì)算模塊上下文。ECM 110通過(guò)通信模塊210與SFM 205之間執(zhí)行安全功能，因?yàn)镾FM 205處于ECM110上下文中。在另一個(gè)實(shí)施例中，NCM 105啟動(dòng)通過(guò)通信模塊210與SFM 205之間執(zhí)行安全功能的過(guò)程，上下文模塊215將SFM205的上下文設(shè)置為NCM 105上下文。NCM 105通過(guò)通信模塊210與SFM 205之間執(zhí)行安全功能，因?yàn)镾FM 205處于NCM 105上下文中。
ECM 110與SCM 200之間執(zhí)行安全功能，而不檢測(cè)NCM 105的安全功能事務(wù)，也不訪問(wèn)NCM 105敏感數(shù)據(jù)。NCM 105也與SCM200之間執(zhí)行安全功能，而不檢測(cè)ECM 110的安全功能事務(wù)，也不訪問(wèn)ECM 110敏感數(shù)據(jù)。SCM 200支持一個(gè)或多個(gè)計(jì)算模塊，包括執(zhí)行安全功能的ECM 110。在某一實(shí)施例中，SCM 200是由可信計(jì)算平臺(tái)聯(lián)盟(“TCPA”)所定義的可信平臺(tái)模塊(“TPM”)。
圖3是顯示本發(fā)明的SCM 300的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。SCM300顯示了可使一個(gè)或多個(gè)計(jì)算模塊執(zhí)行安全功能的另一個(gè)實(shí)施例。SCM 300包括通信模塊210、上下文模塊215、可信計(jì)算模塊305和可信測(cè)量模塊310。在一個(gè)實(shí)施例中，可信計(jì)算模塊305和可信測(cè)量模塊310構(gòu)成了圖2的SFM 205。在某一實(shí)施例中，SCM 300是由可信計(jì)算組(“TCG”)所定義的可信構(gòu)件(“TBB”)。
在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)安全數(shù)據(jù)處理設(shè)備100啟動(dòng)時(shí)，可信測(cè)量模塊310掌握對(duì)安全數(shù)據(jù)處理設(shè)備100的控制?？尚艤y(cè)量模塊310可以控制可信計(jì)算模塊305。在一個(gè)實(shí)施例中，可信測(cè)量模塊310是由TCG所定義的可信測(cè)量的核心根。在某一實(shí)施例中，可信測(cè)量模塊310是二進(jìn)制輸入/輸出系統(tǒng)(“BIOS”)模塊。
計(jì)算模塊啟動(dòng)與SCM 300的安全功能事務(wù)。上下文模塊215標(biāo)識(shí)計(jì)算模塊。在一個(gè)實(shí)施例中，上下文模塊215通過(guò)通信模塊210標(biāo)識(shí)計(jì)算模塊。在另一個(gè)實(shí)施例中，上下文模塊215直接與計(jì)算模塊進(jìn)行通信，以標(biāo)識(shí)計(jì)算模塊。上下文模塊215將可信計(jì)算模塊305的上下文設(shè)置為計(jì)算模塊上下文。在一個(gè)實(shí)施例中，可信計(jì)算模塊305通過(guò)通信模塊210與計(jì)算模塊之間執(zhí)行安全功能。可信計(jì)算模塊305可以是由TCG所定義的可信平臺(tái)模塊(“TPM”)。
在某一實(shí)施例中，計(jì)算模塊在可信測(cè)量模塊310的控制下用可信計(jì)算模塊305執(zhí)行安全功能。計(jì)算模塊可以是ECM 110，并可以與可信計(jì)算模塊305之間在ECM 110上下文中執(zhí)行安全功能。此外，NCM 105也可以與可信計(jì)算模塊305之間在NCM 105上下文中執(zhí)行安全功能。SCM 300可使包括ECM 110和NCM 105在內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算模塊執(zhí)行安全功能。
圖4a是顯示根據(jù)本發(fā)明的加密密鑰表400的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。加密密鑰表400可以存儲(chǔ)加密密鑰410、說(shuō)明SCM 115的一個(gè)或多個(gè)安全功能的安全功能。加密密鑰表400包括一個(gè)或多個(gè)上下文標(biāo)識(shí)符405和一個(gè)或多個(gè)加密密鑰410。雖然為簡(jiǎn)單起見(jiàn)顯示了五個(gè)上下文標(biāo)識(shí)符405和五個(gè)加密密鑰410，但是，可以使用任意數(shù)量的上下文標(biāo)識(shí)符405和任意數(shù)量的加密密鑰410。
在一個(gè)實(shí)施例中，加密密鑰表400存儲(chǔ)加密密鑰410。在另一個(gè)實(shí)施例中，加密密鑰表400存儲(chǔ)了指向加密密鑰410的指針。ECM 110可以執(zhí)行存儲(chǔ)和檢索加密密鑰410a的安全功能。ECM上下文標(biāo)識(shí)符405a將加密密鑰410a標(biāo)識(shí)為具有ECM 110上下文。ECM 110可以用ECM 100上下文標(biāo)識(shí)符405a存儲(chǔ)和檢索加密密鑰410a。NCM 105還可以存儲(chǔ)和檢索加密密鑰410b。NCM上下文標(biāo)識(shí)符405b將加密密鑰410b標(biāo)識(shí)為具有NCM上下文標(biāo)識(shí)符405b。ECM 110不能用NCM 105上下文標(biāo)識(shí)符405b存儲(chǔ)和檢索加密密鑰410b。此外，NCM 105不能用ECM 110上下文標(biāo)識(shí)符405a存儲(chǔ)和檢索加密密鑰410a。
圖4b是顯示根據(jù)本發(fā)明的加密密鑰表400的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。加密密鑰表400包括空值項(xiàng)415?？罩瞪舷挛臉?biāo)識(shí)符405c指出加密密鑰410可以存儲(chǔ)在空值項(xiàng)415中。在一個(gè)實(shí)施例中，無(wú)論是ECM 110還是NCM 105都可以將加密密鑰410存儲(chǔ)在空值項(xiàng)415中。
圖4c是顯示根據(jù)本發(fā)明的加密密鑰表400的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。加密密鑰表400顯示了NCM 105將加密密鑰410d存儲(chǔ)在圖4b的空值項(xiàng)415中。在一個(gè)實(shí)施例中，上下文標(biāo)識(shí)符405d指出，加密密鑰410d具有NCM 105上下文。NCM 105可以存儲(chǔ)和檢索加密密鑰410d。ECM 110不能存儲(chǔ)和檢索加密密鑰410d。加密密鑰表400顯示了在SCM 115中ECM 110和NCM 105的敏感數(shù)據(jù)的隔離。
圖5是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的共享訪問(wèn)方法500的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。共享訪問(wèn)方法500可使一個(gè)或多個(gè)計(jì)算模塊與SCM 115之間執(zhí)行安全功能。雖然為了清楚起見(jiàn)，是以某一順序描述共享訪問(wèn)方法500的，但也可以平行地執(zhí)行，而不一定按所描述的順序執(zhí)行。
在一個(gè)實(shí)施例中，共享訪問(wèn)方法500啟動(dòng)502安全功能的執(zhí)行。計(jì)算模塊可以啟動(dòng)502以共享訪問(wèn)方法500執(zhí)行安全功能。在某一實(shí)施例中，共享訪問(wèn)通過(guò)給SCM 115編址來(lái)啟動(dòng)502安全功能的執(zhí)行。在一個(gè)實(shí)施例中，共享訪問(wèn)方法500用一個(gè)或多個(gè)電信號(hào)給SCM 115編址。電信號(hào)可以是數(shù)字地址總線(xiàn)的信令。在另一個(gè)實(shí)施例中，共享訪問(wèn)方法500通過(guò)向SCM 115傳遞數(shù)據(jù)來(lái)啟動(dòng)502安全功能的執(zhí)行。
共享訪問(wèn)方法500標(biāo)識(shí)505啟動(dòng)502安全功能的執(zhí)行的計(jì)算模塊。在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算模塊是ECM 110。在另一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算模塊是NCM 105。共享訪問(wèn)方法500將SCM 115的上下文設(shè)置510為計(jì)算模塊上下文。在一個(gè)實(shí)施例中，SCM 115的上下文是ECM 110上下文。在另一個(gè)實(shí)施例中，SCM 115的上下文是NCM105上下文。
共享訪問(wèn)方法500在SCM 115和被標(biāo)識(shí)505和設(shè)置510為SCM 115的上下文的計(jì)算模塊之間執(zhí)行515安全功能。例如，如果共享訪問(wèn)方法500標(biāo)識(shí)505 NCM 105，則共享訪問(wèn)方法500將SCM 115的上下文設(shè)置510為NCM 105上下文。NCM 105被進(jìn)一步允許與SCM 115之間執(zhí)行515安全功能。共享訪問(wèn)方法500還可以標(biāo)識(shí)505 ECM 110，將SCM 115的上下文設(shè)置510為ECM110上下文，并可使ECM 110與SCM 115之間執(zhí)行515安全功能。共享訪問(wèn)方法500可使一個(gè)或多個(gè)計(jì)算模塊訪問(wèn)SCM 115。
圖6是顯示本發(fā)明的SCM 600的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。SCM600顯示了使用地址總線(xiàn)605并借助于SCM 600啟動(dòng)安全功能事務(wù)的過(guò)程。SCM 600包括地址總線(xiàn)605、一個(gè)或多個(gè)地址信號(hào)610、數(shù)據(jù)總線(xiàn)615和一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)620。雖然為簡(jiǎn)單起見(jiàn)顯示了一個(gè)地址總線(xiàn)605、四個(gè)地址信號(hào)610、一個(gè)數(shù)據(jù)總線(xiàn)615、以及四個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)620，但是，可以使用任意數(shù)量的地址總線(xiàn)605、地址信號(hào)610、數(shù)據(jù)總線(xiàn)615和數(shù)據(jù)信號(hào)620。
在一個(gè)實(shí)施例中，地址總線(xiàn)605是敏感數(shù)據(jù)處理設(shè)備100的地址總線(xiàn)。一個(gè)或多個(gè)地址信號(hào)610可以在地址總線(xiàn)605和SCM 600之間進(jìn)行傳遞。在一個(gè)實(shí)施例中，地址信號(hào)610引用如圖4中顯示的存儲(chǔ)加密密鑰410之類(lèi)的安全功能。SCM 600可以通過(guò)到數(shù)據(jù)總線(xiàn)615的數(shù)據(jù)信號(hào)620接收加密密鑰410。
在某一實(shí)施例中，每一個(gè)給SCM 600編址的計(jì)算模塊都給獨(dú)特的地址集編址。例如，ECM 110可以給SCM 600地址0000b到0111b編址，其中，地址信號(hào)610d是8位。此外，NCM 105可以給SCM 600地址1000b到1111b編址。在一個(gè)實(shí)施例中，地址信號(hào)610d與上下文模塊215進(jìn)行通信。在另一個(gè)實(shí)施例中，地址信號(hào)610d通過(guò)通信模塊210與上下文模塊215進(jìn)行通信。地址信號(hào)610d可以向上下文模塊215指出啟動(dòng)502與SCM 600之間執(zhí)行安全功能的計(jì)算模塊。
例如，ECM 110可以啟動(dòng)502在SCM 600地址0001b上存儲(chǔ)加密密鑰410的安全功能的執(zhí)行。上下文模塊215可以根據(jù)地址信號(hào)610d判斷計(jì)算模塊是ECM 110。上下文模塊215可以將SCM 600的上下文設(shè)置510為ECM 110上下文。ECM 110可以與SCM 600之間執(zhí)行515安全功能。SCM 600使用一個(gè)或多個(gè)地址信號(hào)610以指出啟動(dòng)與SCM 600之間安全事務(wù)的計(jì)算模塊。
圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算模塊700的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。計(jì)算模塊700與SCM 115之間執(zhí)行安全功能。計(jì)算模塊700包括地址模塊705、數(shù)據(jù)模塊710和標(biāo)識(shí)模塊715。正如那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知道的，計(jì)算模塊還可以包括其他硬件和軟件模塊。
在一個(gè)實(shí)施例中，地址模塊705給SCM 115的安全功能編址。給安全功能編址可以啟動(dòng)502安全功能。數(shù)據(jù)模塊710與SCM 115之間傳遞敏感數(shù)據(jù)。標(biāo)識(shí)模塊715向SCM 115標(biāo)識(shí)計(jì)算模塊700。
在一個(gè)實(shí)施例中，標(biāo)識(shí)模塊715通過(guò)地址模塊705標(biāo)識(shí)計(jì)算模塊700。例如，標(biāo)識(shí)模塊715可以給SCM 115地址的指定范圍中的地址進(jìn)行編址，以向SCM 115指出計(jì)算模塊700的身份。在另一個(gè)實(shí)施例中，標(biāo)識(shí)模塊715可以通過(guò)數(shù)據(jù)模塊710向SCM 110傳遞諸如命令之類(lèi)的指定的數(shù)據(jù)，以向SCM 115指出計(jì)算模塊700的身份。SCM 115標(biāo)識(shí)計(jì)算模塊700，并將SCM 115的上下文設(shè)置為計(jì)算模塊700上下文。計(jì)算模塊700在計(jì)算模塊700上下文中與SCM 115之間 執(zhí)行安全功能。
本發(fā)明可使ECM 110和NCM 105在單一的SCM 115上執(zhí)行安全功能，并可以降低安全數(shù)據(jù)處理設(shè)備100的成本。此外，本發(fā)明還可使NCM 105與單一的SCM 115之間執(zhí)行安全功能，該單一的SCM 115也可以與ECM 110之間執(zhí)行安全功能。在不偏離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，本發(fā)明可以以其他特定形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。所描述的實(shí)施例在各個(gè)方面可以視為只是說(shuō)明性的，而不是限制性的。因此，本發(fā)明的范圍不是由前述的說(shuō)明書(shū)來(lái)指出，而是由所附的權(quán)利要求來(lái)指出。權(quán)利要求的等效內(nèi)容的含義和范圍內(nèi)的所有變化都將包括在它們的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種安全數(shù)據(jù)處理設(shè)備，該設(shè)備包括安全功能模塊，其被配置為接收計(jì)算模塊上下文，與計(jì)算模塊之間執(zhí)行安全功能，所述安全功能模塊在計(jì)算模塊中接收計(jì)算模塊的上下文；通信模塊，其被配置為與第一計(jì)算模塊進(jìn)行通信，第一計(jì)算模塊被配置為與安全功能模塊之間排他地執(zhí)行安全功能，通信模塊進(jìn)一步被配置為與第二計(jì)算模塊進(jìn)行通信，第二計(jì)算模塊被配置為與安全功能模塊之間執(zhí)行安全功能；以及上下文模塊，其被配置為將安全功能模塊的上下文設(shè)置為第一計(jì)算模塊上下文，將安全功能模塊的上下文設(shè)置為第二計(jì)算模塊上下文。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，上下文模塊被配置為將安全功能模塊的上下文設(shè)置為第一計(jì)算模塊上下文或第二計(jì)算模塊上下文。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，上下文模塊被配置為將安全功能模塊的上下文設(shè)置為第一計(jì)算模塊上下文和第二計(jì)算模塊上下文。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，上下文模塊被配置為仲裁將安全功能模塊的上下文設(shè)置為第一計(jì)算模塊上下文和設(shè)置為第二計(jì)算模塊上下文。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，上下文模塊被配置為響應(yīng)電信號(hào)設(shè)置安全功能模塊的上下文。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，電信號(hào)是地址。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，上下文模塊被配置為響應(yīng)傳遞到通信模塊的數(shù)據(jù)設(shè)置安全功能模塊的上下文。
8.一種計(jì)算模塊，該模塊包括標(biāo)識(shí)模塊，其被配置為向安全計(jì)算模塊標(biāo)識(shí)計(jì)算模塊，其中，向安全計(jì)算模塊標(biāo)識(shí)計(jì)算模塊的過(guò)程將安全計(jì)算模塊的上下文設(shè)置為計(jì)算模塊上下文；地址模塊，其被配置為給安全計(jì)算模塊的安全功能編址；以及數(shù)據(jù)模塊，其被配置為與安全計(jì)算模塊交換數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的模塊，標(biāo)識(shí)模塊進(jìn)一步被配置為用從地址模塊傳遞的地址標(biāo)識(shí)計(jì)算模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的模塊，標(biāo)識(shí)模塊進(jìn)一步被配置為用從數(shù)據(jù)模塊傳遞的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)計(jì)算模塊。
11.一種安全數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括安全計(jì)算模塊，其被配置為響應(yīng)于計(jì)算模塊啟動(dòng)與安全計(jì)算模塊之間執(zhí)行安全功能而標(biāo)識(shí)計(jì)算模塊，所述安全計(jì)算模塊進(jìn)一步被配置為將安全計(jì)算模塊的上下文設(shè)置為計(jì)算模塊上下文，其中，所述安全計(jì)算模塊被配置為與計(jì)算模塊之間執(zhí)行安全功能；排他的計(jì)算模塊，其被配置為啟動(dòng)與安全計(jì)算模塊之間執(zhí)行安全功能，所述排他的計(jì)算模塊進(jìn)一步被配置為與安全計(jì)算模塊之間排他地執(zhí)行安全功能；以及非相容計(jì)算機(jī)樣機(jī)，其被配置為與安全計(jì)算模塊之間啟動(dòng)執(zhí)行安全功能，所述非相容計(jì)算模塊進(jìn)一步被配置為與安全計(jì)算模塊之間執(zhí)行安全功能。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述排他的計(jì)算模塊或非相容計(jì)算模塊與安全計(jì)算模塊之間執(zhí)行安全功能。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述排他的計(jì)算模塊和非相容計(jì)算模塊與安全計(jì)算模塊之間執(zhí)行安全功能。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述安全計(jì)算模塊根據(jù)電信號(hào)標(biāo)識(shí)計(jì)算模塊。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，電信號(hào)是地址。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述安全計(jì)算模塊根據(jù)數(shù)據(jù)值標(biāo)識(shí)計(jì)算模塊。
17.一種包括計(jì)算機(jī)可讀的代碼的計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)，被配置為標(biāo)識(shí)計(jì)算模塊；將安全計(jì)算模塊設(shè)置為計(jì)算模塊上下文；以及在安全計(jì)算模塊和計(jì)算模塊之間執(zhí)行安全功能，其中，事務(wù)限于計(jì)算模塊上下文的安全功能和敏感數(shù)據(jù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)，進(jìn)一步包括計(jì)算機(jī)可讀的代碼，其被配置為將安全計(jì)算模塊的上下文設(shè)置為排他的計(jì)算模塊上下文，其中，所述排他的計(jì)算模塊被配置為與安全計(jì)算模塊之間排他地執(zhí)行安全功能，計(jì)算機(jī)可讀的代碼進(jìn)一步被配置將安全計(jì)算模塊的上下文設(shè)置為非相容計(jì)算模塊上下文，其中，非相容計(jì)算模塊被配置為與安全計(jì)算模塊之間直接執(zhí)行安全功能。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)，進(jìn)一步包括計(jì)算機(jī)可讀的代碼，其被配置為將計(jì)算模塊標(biāo)識(shí)為啟動(dòng)安全功能事務(wù)的計(jì)算模塊。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)，進(jìn)一步包括計(jì)算機(jī)可讀的代碼，其被配置為在第一標(biāo)識(shí)的計(jì)算模塊和第二標(biāo)識(shí)的計(jì)算模塊之間仲裁安全計(jì)算模塊的上下文的設(shè)置。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)，進(jìn)一步包括計(jì)算機(jī)可讀的代碼，其被配置為響應(yīng)電信號(hào)標(biāo)識(shí)計(jì)算模塊。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)，進(jìn)一步包括計(jì)算機(jī)可讀的代碼，其被配置為響應(yīng)地址標(biāo)識(shí)計(jì)算模塊。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)，進(jìn)一步包括計(jì)算機(jī)可讀的代碼，其被配置為響應(yīng)數(shù)據(jù)值標(biāo)識(shí)計(jì)算模塊。
24.一種安全計(jì)算方法，該方法包括標(biāo)識(shí)計(jì)算模塊；將安全計(jì)算模塊設(shè)置為計(jì)算模塊上下文；以及在安全計(jì)算模塊和計(jì)算模塊之間執(zhí)行安全功能，其中，事務(wù)限于計(jì)算模塊上下文的安全功能和敏感數(shù)據(jù)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，進(jìn)一步包括將安全計(jì)算模塊的上下文設(shè)置為排他的計(jì)算模塊上下文，其中，所述排他的計(jì)算模塊被配置為與安全計(jì)算模塊之間排他地執(zhí)行安全功能，該方法進(jìn)一步包括將安全計(jì)算模塊的上下文設(shè)置為非相容計(jì)算模塊上下文，其中，非相容計(jì)算模塊被配置為與安全計(jì)算模塊之間直接執(zhí)行安全功能。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，進(jìn)一步包括啟動(dòng)安全功能的執(zhí)行。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，進(jìn)一步包括在第一計(jì)算模塊和第二計(jì)算模塊之間仲裁安全計(jì)算模塊上下文的設(shè)置。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，從電信號(hào)標(biāo)識(shí)計(jì)算模塊。
29.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，從數(shù)據(jù)值標(biāo)識(shí)計(jì)算模塊。
30.一種用于進(jìn)行安全計(jì)算的設(shè)備，該設(shè)備包括用于標(biāo)識(shí)計(jì)算模塊的裝置；用于將安全計(jì)算模塊設(shè)置為計(jì)算模塊上下文的裝置；以及用于在安全計(jì)算模塊和計(jì)算模塊之間執(zhí)行安全功能的裝置，其中，事務(wù)限于計(jì)算模塊上下文的安全功能和敏感數(shù)據(jù)。
全文摘要
提供了用于對(duì)安全計(jì)算資源進(jìn)行共享訪問(wèn)的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。設(shè)備、系統(tǒng)和方法包括安全計(jì)算模塊。安全計(jì)算模塊對(duì)于包括被配置為排他地訪問(wèn)安全計(jì)算模塊的排他的計(jì)算模塊的兩個(gè)或更多計(jì)算模塊執(zhí)行安全功能。安全計(jì)算模塊標(biāo)識(shí)執(zhí)行安全功能的第一計(jì)算模塊，并將安全計(jì)算模塊的上下文設(shè)置為第一計(jì)算模塊上下文。第一計(jì)算模塊執(zhí)行安全功能，但不能執(zhí)行第二計(jì)算模塊的安全功能。第二計(jì)算模塊也可以執(zhí)行安全功能，但不能執(zhí)行第一計(jì)算模塊的安全功能。
文檔編號(hào)G06F21/00GK1638380SQ200410095009
公開(kāi)日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2004年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月30日
發(fā)明者查爾斯·D·鮑爾, 利安·C·卡瑟曼, 戴維·C·查倫納爾, 詹姆斯·P·豪夫, 詹姆斯·P·沃德 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司