Seminar Trusted Firmware-A – Measured Boot und Event Logs

Die Schulung zeigt, wie TF-A Firmware-Images und kritische Konfigurationsdaten misst, protokolliert und für spätere Zustandsbewertung bereitstellt. Der Unterschied zwischen Authentisierung und Messung wird konsequent herausgearbeitet. Event Logs, Messslots, Plattform-Backends, Übergabe an höhere Software-Schichten und der Umgang mit unvollständigen oder widersprüchlichen Messdaten werden praktisch umgesetzt.

Inhaltsübersicht

1. Vertrauen, Authentisierung und Messung
2. Messumfang und Ereignismodell
3. TF-A-Messpfad
4. Event Log aufbauen
5. Mess-Backends
6. Übergabe an höhere Software-Schichten
7. Attestierungsnahe Auswertung
8. Fehler- und Manipulationstests
9. Gesamtintegration

Lernziele

• Authenticated Boot und Measured Boot fachlich und technisch sauber trennen.
• Messobjekte, Hashverfahren, Metadaten und Ereignisreihenfolge definieren.
• TF-A-Messhooks und Event-Log-Erzeugung plattformspezifisch integrieren.
• Backends wie Event Log, diskretes TPM oder Sicherheits-Engine einordnen.
• Messdaten an Betriebssystem oder Attestierungssoftware übergeben und validieren.

Seminarinhalte

1. Vertrauen, Authentisierung und Messung

1. Schritt 1: Root of Trust for Measurement und Root of Trust for Verification werden unterschieden.
2. Schritt 2: Akzeptanzentscheidung und reine Zustandsaufzeichnung werden als getrennte Sicherheitsfunktionen behandelt.
3. Schritt 3: Angreifer-, Fehler- und Betriebsfälle werden auf die jeweils notwendige Kontrolle abgebildet.

Praxis: Mehrere Boot-Szenarien werden nach Authentisierungs- und Messanforderung klassifiziert.

2. Messumfang und Ereignismodell

1. Schritt 1: Firmware-Images, Konfigurationsdateien und plattformspezifische kritische Daten werden inventarisiert.
2. Schritt 2: Ereignistyp, Komponentennummer, Algorithmus, Digest und beschreibende Metadaten werden festgelegt.
3. Schritt 3: Die Reihenfolge folgt dem tatsächlichen Lade- und Prüfpfad ohne doppelte oder ausgelassene Messungen.

Praxis: Ein vollständiger Messplan für BL-Images und Konfigurationen wird erstellt.

3. TF-A-Messpfad

1. Schritt 1: Messfunktionen und Plattformhooks werden den verantwortlichen Boot-Stufen zugeordnet.
2. Schritt 2: Daten werden nach dem Laden, aber vor sicherheitsrelevanter Veränderung gemessen.
3. Schritt 3: Fehler beim Hashen oder Speichern führen zu einem definierten Boot- oder Diagnosepfad.

Praxis: Ein zusätzliches kritisches Datenelement wird in den Messpfad aufgenommen.

4. Event Log aufbauen

1. Schritt 1: Pufferadresse, Größe, Ausrichtung und Lebensdauer werden festgelegt.
2. Schritt 2: Header und Ereigniseinträge werden in konsistenter Reihenfolge erzeugt.
3. Schritt 3: Überlauf, abgeschnittene Einträge und inkonsistente Metadaten werden sicher erkannt.

Praxis: Ein Event Log wird erzeugt, dekodiert und auf Vollständigkeit geprüft.

5. Mess-Backends

1. Schritt 1: Reines Event Log, diskretes TPM und eine separate Sicherheits-Engine werden nach Vertrauens- und Integrationsmodell verglichen.
2. Schritt 2: Messslots, Extend-Operationen und Kommunikationspfade werden für das gewählte Backend geplant.
3. Schritt 3: Ausfall und Nichterreichbarkeit des Backends erhalten einen expliziten Plattformentscheid.

Praxis: Für zwei Hardwarevarianten wird jeweils ein passendes Backend-Konzept ausgewählt.

6. Übergabe an höhere Software-Schichten

1. Schritt 1: Adresse und Größe des Logs werden über einen kontrollierten Handoff bereitgestellt.
2. Schritt 2: Speicherreservierung verhindert Überschreiben vor dem Auslesen.
3. Schritt 3: Normal-World-Software prüft Struktur, Reihenfolge und Übereinstimmung mit erwarteten Komponenten.

Praxis: Ein Testclient liest das Log aus und vergleicht Digests mit den Build-Artefakten.

7. Attestierungsnahe Auswertung

1. Schritt 1: Messwerte, Plattformidentität und Challenge-bezogene Aussagen werden als getrennte Bestandteile betrachtet.
2. Schritt 2: Lokale Verifikation und externe Bewertung werden mit klarer Datenherkunft gestaltet.
3. Schritt 3: Unbekannte oder nicht freigegebene Messkombinationen führen zu nachvollziehbaren Richtlinienentscheidungen.

Praxis: Eine einfache Freigabepolitik bewertet mehrere Event Logs.

8. Fehler- und Manipulationstests

1. Schritt 1: Imageänderung, Konfigurationsänderung und Logbeschädigung werden getrennt injiziert.
2. Schritt 2: Erwartete Auswirkungen auf Digests, Reihenfolge und Auswertung werden vorab festgelegt.
3. Schritt 3: Der Test weist nach, dass Messung und Authentisierung nicht miteinander verwechselt werden.

Praxis: Ein manipulierter Bootablauf wird anhand des Event Logs erkannt und erklärt.

9. Gesamtintegration

1. Schritt 1: Messplan, Backend, Speicherlayout, Handoff und Auswertung werden als ein Prozess zusammengeführt.
2. Schritt 2: Build- und Laufzeitkonfigurationen werden reproduzierbar festgehalten.
3. Schritt 3: Positive und negative Testfälle bilden die Freigabebasis.

Praxis: Ein vollständiger gemessener Bootlauf wird erzeugt, ausgelesen und bewertet.

Zielgruppe

Firmware- und Security-Entwickler, Plattformarchitekten, Attestierungs- und Trusted-Computing-Teams sowie Integratoren sicherer Bootketten.

Voraussetzungen

TF-A-Bootkenntnisse, Kryptografie-Grundlagen, Verständnis von Hashfunktionen und Chain of Trust; TPM-Grundwissen ist hilfreich.

Praxisumgebung

Linux-Arbeitsplatz mit TF-A-Build, Hash- und Analysewerkzeugen, QEMU oder FVP sowie optional simuliertem TPM- oder Sicherheits-Backend.