基于openUBMC的可信安全应用

本篇文章来源于第二届固件技术峰会的议题《基于openUBMC的可信安全应用》。

固件安全威胁的严峻性

在当前复杂多变的网络安全形势下，固件安全威胁日益加剧，成为攻击者的重要目标。固件作为计算系统的基础层，其安全性直接影响到整个系统的安全韧性。在新的安全形势下，固件成为了攻击者的关键目标。由于固件位于计算系统的底层，拥有较高的权限，一旦被攻击，上层系统将无法有效防护。因此，提升固件的安全韧性显得尤为重要。

计算系统具有以下特点：

• 权限约束：下层可以约束上层的权限，而上层无法约束下层的权限。这意味着固件层的攻击可以对上层系统造成严重影响。
• 攻击防护：下层对上层发起的攻击，上层无法有效防护。一旦固件被攻破，整个系统将面临巨大的安全风险。
• 权限层级：越往下层，权限越高，硬件权限最高。固件作为接近硬件的一层，其安全防护尤为重要。

根据BMC CVE漏洞统计表，从2012年到2021年，BMC固件的漏洞数量呈现逐年上升的趋势。其中，2021年漏洞数量达到39个，远高于往年。这些漏洞主要涉及执行代码（Exec Code）、远程攻击（Remote）等高危类型。例如，CVE-2013-1945、CVE-2012-2959等漏洞允许远程攻击者执行任意代码，对系统安全构成严重威胁。

随着AI基础设施的极速发展，内外置硬件可信根形态各异，各设备的安全能力参差不齐，协同困难，数据中心整体的安全性面临挑战，TPM、SGX、ARM Trust Zone、TPCM，业界有各种形态不一的硬件可信根，或内嵌于SoC中，或外置于单板之上。

因此，内外置硬件可信根成为固件信任的锚点。可信计算化体系中，信任链传递的源头，就是硬件可信根。一般主要用于保障平台的完整性。硬件可信根由密码学引擎、硬件真随机数、一次性烧写介质、安全SRAM等硬件和对应的安全固件软件构成。

一些常见的硬件可信根包括：TPM/TCM中的RTM、RTS、RTR、安全启动中的BSBC启动代码和EFUSE中烧写的根公钥hash；可信计算3.0中的TPCM；微软的Caliptra开源可信根，含平台信任根(pROT)；

基于内置或外置硬件可信根，采用信任链技术实现系统防篡改，防供应连替换，防窜货等安全能力。云厂商基于可信根芯片构筑安全启动、硬件身份保护，基于内外置可信根实现数据中心基础设施智能部件可信度量和身份认证。国产CPU厂家普遍采用内置TPCM方案，实现服务器平台的可信计算3.0启动度量控制和运行度量控制。

openUBMC的可信安全应用实践

openUBMC基于Hi171x系列芯片的可信安全应用实践，已在计算服务器、存储设备、电信计算平台及边缘计算等多类场景中得到充分验证，为软硬件安全防护提供完整解决方案。

基于硬件可信根，分层可信链传递，建立系统级的全栈高安防护。openUBMC围绕固件韧性、可信启动、安全升级、安全启动、安全运行、数据安全等维度构建可信计算、机密计算能力。

通过组件化架构，将BMC功能合理地分配到不同的组件中，通过规范化交互接口、数据存储、权限管理等方式，最大化地看护组件间的交互。

同时，根据数据自身业务属性，设置不同的安全等级，利用数据分区能力保护不同数据的安全性，尽可能的减少数据泄露扩散风险。

openUBMC引入沙箱功能，根据组件的业务，设置不同的权限风险和最小韧性系统范围，建立多层防护体系。

围绕不同的可信分区，openUBMC制定了不同的数据恢复流程、接口权限降级流程，实现芯片级可信根启动安全，固件韧性保障篡改固件自动恢复。

openUBMC同样提供完整的签名身份认证能力，提供端到端的固件包签名、校验解密、秘钥管理等能力，最大化地保障固件完整性，保护防篡改。

openUBMC社区同时建立了透明的研发流程，从需求接纳管理，需求实现设计，代码编写，社区自动化构建，到社区正式发布。同时围绕社区源码，以及社区依赖的三方库，openUBMC建立了完整的漏洞管理体系，流程化地管理软件漏洞和风险，最大化保障软件安全。

总结

外置可信根标准化（硬件设计+接口）+内置可信根开源成为未来硬件可信根的趋势。异构可信计算体系下，内存池化增大了暴露面，传统的TPM可信启动技术、DICE的环境保护技术、可信根互联技术将深度融合统一，成为智能部件的必备基础安全能力。

信任链的传递、安全签名、代码交叉审计是国内安全生态建设中最缺失的；安全技术的复杂性导致推广落地缓慢，微软的徽标认证和OCP S.A.F.E固件签名体系值得国内固件安全生态借鉴。如何利用openUBMC社区，联合产业上下游共同打造国内的固件安全生态体系，是社区接下来的重点工作之一。

在此，openUBMC社区诚邀业界同行，共同建设固件领域新生态，打造国内一流的固件安全生态体系。