Доверенные вычисления (, TC) — это технология, разработанная и продвигаемая группой Trusted Computing Group. Термин взят из области и имеет специфическое значение, отличное от области . В рамках доверенных вычислений компьютер будет последовательно вести себя ожидаемым образом, и это поведение будет обеспечиваться аппаратным и программным обеспечением компьютера. Реализация такого поведения достигается путём загрузки в аппаратное обеспечение уникального ключа шифрования, недоступного остальной части системы и владельцу.

Технология TC вызывает споры, поскольку аппаратное обеспечение защищено не только для владельца, но и от него самого. Это привело к тому, что противники технологии, такие как активист свободного программного обеспечения Ричард Мэттью Столлман, высмеивают её как «предательские вычисления», а в некоторых научных статьях при упоминании этой технологии используются «иронические кавычки», подчеркивающие её спорность.

Сторонники доверенных вычислений, такие как International Data Corporation, Enterprise Strategy Group и Endpoint Technologies Associates утверждают, что эта технология сделает компьютеры более безопасными, менее подверженными вирусам и вредоносным программам, а потому более надежными с точки зрения конечного пользователя. Они также заявляют, что доверенные вычисления позволят компьютерам и серверам обеспечить улучшенную защиту, превосходящую существующую. Противники же часто говорят, что эта технология будет использоваться в первую очередь для обеспечения соблюдения политик управления цифровыми правами (ограничений, налагаемых на владельца) а не для повышения безопасности компьютеров

Производители микросхем Intel и AMD, производители оборудования, такие как HP и Dell, а также поставщики операционных систем, такие как Microsoft, включают технологию доверенных вычислений в свою продукцию при её активации. Армия США требует, чтобы любая новая PC, которую она закупает, приходила с модулем доверенной платформы (, TPM). На 3 июля 2007 года это требование распространяется практически на всё Министерство обороны США.

Ключевые концепции Доверенные вычисления включают шесть ключевых технологических концепций, все из которых необходимы для полностью доверенной системы, то есть системы, соответствующей спецификациям TCG: Ключ подтверждения Безопасный ввод и вывод Защита памяти / защищённое выполнение Запечатанное хранилище Удалённая аттестация (, TTP)

Ключ подтверждения Ключ подтверждения — это пара 2048-битных RSA ключей (открытый и закрытый), которые созданы случайным образом, зашитая в микросхему во время производства и эта пара ключей не может быть изменена. Закрытый ключ никогда не покидает микросхему, тогда как публичный ключ используется для аттестации и шифрования уязвимых данных, отправляемых на микросхему, как это происходит во время команды TPMTakeOwnership.

Этот ключ применяется для обеспечения безопасных транзакций — каждый доверенный платформенный модуль (, TPM) обязан уметь подписывать случайное число (чтобы владелец мог доказать подлинность доверенного компьютера), используя специальный протокол, разработанный Trusted Computing Group (протокол Direct Anonymous Attestation), чтобы обеспечить соответствие стандарту TCG и подтверждения своей идентичности. Это делает невозможным для программного эмулятора TPM с недоверенным ключом подтверждения (например, самогенерируемым) инициировать безопасную транзакцию с доверенным объектом. TPM должен быть спроектирован таким образом, чтобы затруднить извлечение этого ключа путём аппаратного анализа, однако не является строгим требованием.

Защита памяти Завеса памяти расширяет обычные техники защиты памяти, обеспечивая полную изоляцию уязвимых областей памяти, например, мест, где хранятся криптографические ключи. Даже операционная система не имеет полного доступа к защищённой памяти. Конечная реализация зависит от производителя.

Запечатанное хранилище Запечатанное хранилище защищает приватную информацию, привязывая её к конфигурации платформы, включая программное и аппаратное обеспечение. Это означает, что данные могут быть доступны только при определённом сочетании программного и аппаратного обеспечения. Защищённое хранилище может применяться для обеспечения управления цифровыми правами (DRM). Например, пользователи, хранящие на своём компьютере песню, на прослушивание которой нет лицензии, не смогут её воспроизвести. В настоящее время пользователь может найти песню, прослушать её, отправить другому человеку, воспроизвести в выбранном им программном обеспечении или сделать резервную копию (а в некоторых случаях использовать обходное программное обеспечение для её расшифровки).. Альтернативно, пользователь может использовать программное обеспечение для модификации процедур DRM операционной системы, чтобы песня была раскрыта один раз, например, после получения временной лицензии. При использовании защищённого хранилища песня надёжно шифруется с помощью ключа, привязанного к доверенному модулю платформы, так что только неизмененный и неповреждённый музыкальный плеер на компьютере пользователя сможет её воспроизвести. В такой архитектуре DRM это также может помешать людям слушать песню после покупки нового компьютера или модернизации его компонентов, за исключением случаев получения явного разрешения от продавца песни.

Удалённая аттестация Удалённая аттестация позволяет авторизованным сторонам обнаруживать изменения на компьютере пользователя. Например, разработчики программного обеспечения могут выявлять несанкционированные модификации, в том числе случаи, когда пользователи изменяют программы для обхода ограничений цифровых прав. Этот процесс основан на том, что аппаратное обеспечение генерирует сертификат, подтверждающий запущенное программное обеспечение. Затем компьютер может предъявить этот сертификат удалённой стороне, чтобы доказать, что выполняется неизмененная программа. Существует множество предложенных схем удалённой аттестации для различных архитектур компьютеров, включая Intel, RISC-V и ARM.

Как правило, удалённая аттестация используется совместно с шифрованием с открытым ключом. Это гарантирует, что передаваемая информация будет доступна только программам, запросившим аттестацию, и не сможет быть прочитана посторонними лицами.

Вернёмся к примеру с песней. Программное обеспечение музыкального плеера пользователя могло бы передавать песню на другие устройства, но только при условии, что они смогут подтвердить наличие у себя авторизованной копии этого ПО. В сочетании с другими технологиями это создаёт более ограниченный путь для музыки шифрованный ввод-вывод не позволяет пользователю записывать её во время передачи в подсистему аудио блокировка памяти предотвращает её сохранение в обычные файлы на диске в процессе работы защищённое хранилище ограничивает несанкционированный доступ к ней при сохранении на жесткий диск удалённая аттестация не позволяет неавторизованному ПО получать доступ к песне даже при её использовании на других компьютерах. Для сохранения приватности был предложен метод прямой анонимной аттестации (), который использует схему групповой подписи для предотвращения раскрытия личности отдельных подписантов.

Для обнаружения вредоносного ПО было предложено использовать Proof-of-space (PoS) путём определения, пуст ли кэш L1 процессора (например, имеет ли он достаточно места для выполнения процедуры PoSpace без промахов кэша) или содержит ли он процедуру, которая сопротивлялась вытеснению.

Доверенная третья сторона

Известные приложения Продукты компании Microsoft Windows Vista, Windows 7, Windows 8 и Windows RT используют модуль доверенной платформы для обеспечения шифрования диска BitLocker. Среди других известных приложений, использующих шифрование во время выполнения и безопасные замкнутые группы — мессенджер Signal и («E-Rezept») от правительства Германии.

Возможные приложения Управление цифровыми правами Технология доверенных вычислений позволила бы компаниям создавать системы управления цифровыми правами, которые было бы крайне сложно обойти, хотя и не невозможно. Например, при загрузке музыкального файла могло бы использоваться защищённое хранилище для предотвращения открытия файла неавторизованным плеером или компьютером. Удалённая аттестация могла бы применяться для разрешения воспроизведения только на музыкальных плеерах, которые соблюдают правила звукозаписывающей компании. Музыка воспроизводилась бы из защищённой памяти, что предотвратило бы создание пользователем неограниченной копии файла во время его воспроизведения, а безопасный ввод-вывод препятствовал бы перехвату данных, отправляемых на звуковую систему. Удалённая аттестация могла бы применяться для разрешения воспроизведения только на музыкальных плеерах, которые соблюдают правила звукозаписывающей компании. Музыка воспроизводилась бы из защищённой памяти, что предотвратило бы создание пользователем неограниченной копии файла во время его воспроизведения, а безопасный ввод-вывод препятствовал бы перехвату данных, отправляемых на звуковую систему. Обход такой системы потребовал бы либо манипуляций с аппаратным обеспечением компьютера, либо захвата аналогового (и, следовательно, ухудшенного) сигнала с помощью записывающего устройства или микрофона, либо взлома безопасности системы.

Технологии могут способствовать развитию новых бизнес-моделей, основанных на использовании программного обеспечения (сервисов) через Интернет. Укрепление систем управления цифровыми правами (DRM) позволяет создавать бизнес-модели, предполагающие аренду программ на определённый срок или оплату по мере использования. Например, можно загрузить музыкальный файл, который будет воспроизводиться лишь ограниченное количество раз, после чего станет непригодным для использования, или же файл будет доступен только в течение определённого временного периода.

Предотвращение мошенничества в онлайн-играх Доверенные вычисления могут быть использованы для борьбы с мошенничеством в сетевых играх. Некоторые игроки изменяют копию игры, чтобы получить несправедливое преимущество. Удалённая аттестация, безопасный ввод-вывод и сокрытие памяти могут быть использованы для определения того, что все игроки, подключённые к серверу, использовали неизмененную копию программного обеспечения.

Проверка удалённых вычислений в грид-вычислениях Доверенные вычисления могут быть использованы для гарантии того, что участники системы грид-вычислений возвращают результаты вычислений, которые они заявляют, а не подделывают их. Это позволило бы проводить крупномасштабные симуляции (например, климатические) без дорогостоящих избыточных вычислений, чтобы гарантировать, что злонамеренные узлы не подрывают результаты для достижения желаемого вывода.

Критика

Фонд электронных рубежей и Фонд свободного программного обеспечения критикуют подход, считая, что доверие к разрабатывающим технологию компаниям неоправданно, поскольку передаётся слишком много власти и контроля в руки разработчиков аппаратного и программного обеспечения. Они также утверждают, что это может привести в потере анонимности в онлайн-взаимодействиях, а также к принудительному использованию излишних (по мнению оппонентов) технологий. Они рассматривают доверенные вычисления как потенциальный инструмент для будущих версий мандатного управления доступом, защите от копирования и DRM.

Некоторые эксперты по безопасности, такие как Алан Кокс и Брюс Шнайер, выступили против доверенных вычислений, полагая, что они предоставят производителям компьютеров и авторам программного обеспечения расширенный контроль для наложения ограничений на действия пользователей с их компьютерами. Существуют опасения, что доверенные вычисления окажут влияние на ИТ-рынок.