Computación confiable

La clave de respaldo es un par de claves RSA pública y privada de 2048 bits que se crea aleatoriamente en el chip durante su fabricación y no se puede modificar. La clave privada nunca sale del chip, mientras que la clave pública se utiliza para la certificación y el cifrado de datos confidenciales enviados al chip, como ocurre durante el comando TPM_TakeOwnership. ^{[ 16 ]}

Esta clave se utiliza para permitir la ejecución de transacciones seguras: cada Módulo de Plataforma Segura (TPM) debe poder firmar un número aleatorio (para que el propietario pueda demostrar que posee un ordenador de confianza genuino), utilizando un protocolo específico creado por el Trusted Computing Group (el protocolo de atestación anónima directa ) para garantizar su conformidad con el estándar TCG y probar su identidad. Esto imposibilita que un emulador de TPM de software con una clave de respaldo no confiable (por ejemplo, autogenerada) inicie una transacción segura con una entidad de confianza. El TPM debe diseñarse para dificultar la extracción de esta clave mediante análisis de hardware, pero la resistencia a la manipulación no es un requisito estricto.

El aislamiento de memoria (memory curtaining) amplía las técnicas comunes de protección de memoria para proporcionar un aislamiento completo de las áreas sensibles de la memoria, como por ejemplo, las ubicaciones que contienen claves criptográficas. Ni siquiera el sistema operativo tiene acceso completo a la memoria aislada. Los detalles exactos de la implementación dependen del fabricante.

El almacenamiento sellado protege la información privada al vincularla a la información de configuración de la plataforma, incluyendo el software y el hardware utilizados. Esto significa que los datos solo pueden ser liberados a una combinación específica de software y hardware. El almacenamiento sellado puede utilizarse para la aplicación de la gestión de derechos digitales (DRM). Por ejemplo, los usuarios que guardan una canción en su ordenador sin licencia no podrán reproducirla. Actualmente, un usuario puede localizar la canción, escucharla, enviarla a otra persona, reproducirla en el software de su elección o hacer una copia de seguridad (y, en algunos casos, utilizar software de elusión para descifrarla). Alternativamente, el usuario puede utilizar software para modificar las rutinas DRM del sistema operativo y permitir la filtración de los datos de la canción una vez, por ejemplo, adquirida una licencia temporal. Con el almacenamiento sellado, la canción se cifra de forma segura mediante una clave vinculada al módulo de plataforma de confianza, de modo que solo el reproductor de música original del ordenador puede reproducirla. En esta arquitectura DRM, esto también podría impedir que la gente escuche la canción después de comprar un ordenador nuevo o de actualizar partes del que ya tienen, salvo que cuenten con el permiso explícito del vendedor de la canción.

La atestación remota permite que terceros autorizados detecten cambios en el ordenador del usuario. Por ejemplo, las empresas de software pueden identificar modificaciones no autorizadas, como las que realizan los usuarios para eludir las restricciones comerciales de derechos digitales. Funciona mediante la generación de un certificado por parte del hardware que indica el software que se está ejecutando. El ordenador puede presentar este certificado a un tercero remoto para demostrar que se está ejecutando un software sin modificaciones. Se han propuesto numerosos esquemas de atestación remota para diversas arquitecturas informáticas, como Intel, ^{[ 17 ]} RISC-V , ^{[ 18 ]} y ARM. ^{[ 19 ]}

La autenticación remota suele combinarse con el cifrado de clave pública, de modo que la información enviada solo pueda ser leída por los programas que solicitaron la autenticación, y no por un intruso.

Retomando el ejemplo de la canción, el reproductor de música del usuario podría enviarla a otras máquinas, pero solo si estas pudieran certificar que ejecutan una copia autorizada del software. Combinado con otras tecnologías, esto proporciona una ruta más restringida para la música: la E/S cifrada impide que el usuario la grabe mientras se transmite al subsistema de audio; el bloqueo de memoria impide que se guarde en archivos de disco convencionales durante su procesamiento; el almacenamiento sellado limita el acceso no autorizado una vez guardada en el disco duro; y la certificación remota impide que software no autorizado acceda a la canción, incluso cuando se utiliza en otros ordenadores. Para preservar la privacidad de quienes responden a la certificación, se ha propuesto la certificación anónima directa como solución, la cual utiliza un esquema de firma grupal para evitar revelar la identidad de los firmantes individuales.

Se ha propuesto el uso de la prueba de espacio (PoS) para la detección de malware, determinando si la caché L1 de un procesador está vacía (es decir, tiene suficiente espacio para evaluar la rutina PoSpace sin fallos de caché) o contiene una rutina que se resistió a ser desalojada. ^{[ 20 ] [ 21 ]}

La computación confiable permitiría a las empresas crear un sistema de gestión de derechos digitales (DRM) muy difícil de eludir, aunque no imposible. Un ejemplo es la descarga de un archivo de música. El almacenamiento sellado podría impedir que el usuario abra el archivo con un reproductor o computadora no autorizados. La autenticación remota permitiría la reproducción únicamente a través de reproductores de música que cumplan con las normas de la compañía discográfica. La música se reproduciría desde memoria protegida, lo que impediría al usuario realizar una copia sin restricciones del archivo mientras se reproduce, y la E/S segura evitaría la captura de la información enviada al sistema de sonido. Eludir dicho sistema requeriría manipular el hardware de la computadora, capturar la señal analógica (y por lo tanto degradada) mediante un dispositivo de grabación o un micrófono, o vulnerar la seguridad del sistema.

La tecnología puede impulsar nuevos modelos de negocio para el uso de software (servicios) a través de Internet. Al fortalecer el sistema DRM, se podría basar un modelo de negocio en el alquiler de programas por periodos de tiempo específicos o en modelos de pago por uso. Por ejemplo, se podría descargar un archivo de música que solo se pudiera reproducir un número determinado de veces antes de que deje de funcionar, o que solo se pudiera usar durante un periodo de tiempo limitado.

La computación confiable podría utilizarse para combatir las trampas en los juegos en línea . Algunos jugadores modifican su copia del juego para obtener ventajas injustas; la atestación remota, la E/S segura y el control de memoria podrían utilizarse para determinar que todos los jugadores conectados a un servidor ejecutan una copia no modificada del software. ^{[ 25 ]}

La computación confiable podría utilizarse para garantizar que los participantes en un sistema de computación en malla devuelvan los resultados de los cálculos que afirman realizar, en lugar de falsificarlos. Esto permitiría ejecutar simulaciones a gran escala (por ejemplo, una simulación climática) sin costosos cálculos redundantes para garantizar que los hosts maliciosos no manipulen los resultados para obtener la conclusión que desean. ^{[ 26 ]}

Una de las primeras motivaciones detrás de la computación confiable fue el deseo de las empresas de medios y software de contar con una tecnología DRM más estricta para evitar que los usuarios compartieran y utilizaran libremente archivos potencialmente protegidos por derechos de autor o privados sin permiso explícito. Un ejemplo podría ser la descarga de un archivo de música de una banda: la compañía discográfica de la banda podría establecer reglas sobre cómo se puede usar su música. Por ejemplo, podrían exigir que el usuario reproduzca el archivo solo tres veces al día sin pagar un costo adicional. Además, podrían usar la autenticación remota para enviar su música solo a un reproductor de música que cumpla con sus reglas: el almacenamiento sellado impediría que el usuario abriera el archivo con otro reproductor que no aplicara las restricciones. El bloqueo de memoria impediría que el usuario hiciera una copia sin restricciones del archivo mientras se reproduce, y la salida segura impediría la captura de lo que se envía al sistema de sonido.

Un usuario que quisiera cambiarse a un programa de la competencia podría descubrir que el nuevo programa no podría leer los datos antiguos, ya que la información estaría " bloqueada " en el programa anterior. Esto también podría impedirle leer o modificar sus datos, salvo que el software lo permita expresamente.

La legislación en muchos países otorga a los usuarios ciertos derechos sobre datos cuyos derechos de autor no les pertenecen (incluidos textos, imágenes y otros medios), a menudo bajo epígrafes como uso legítimo o interés público . Según la jurisdicción, estos derechos pueden abarcar cuestiones como la denuncia de irregularidades , la presentación de pruebas en juicios, la citación u otros usos a pequeña escala, las copias de seguridad de medios propios y la creación de copias de material propio para uso personal en otros dispositivos o sistemas propios. Los pasos implícitos en la computación de confianza tienen el efecto práctico de impedir que los usuarios ejerzan estos derechos legales. ^{[ 3 ]}

Un servicio que requiere validación o permiso externo, como un archivo de música o un juego que requiere conexión con el proveedor para confirmar el permiso para reproducirlo o usarlo, es vulnerable a que dicho servicio sea retirado o deje de actualizarse. Ya se han producido varios incidentes en los que los usuarios, tras haber comprado música o vídeos, han visto interrumpida su capacidad para verlos o escucharlos repentinamente debido a la política del proveedor o al cese del servicio, ^{[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]} o a la inaccesibilidad del servidor, ^{[ 32 ]} en ocasiones sin compensación. ^{[ 33 ]} En algunos casos, el proveedor se niega a prestar servicios en el futuro, lo que hace que el material comprado solo se pueda usar en el hardware actual —y cada vez más obsoleto— (mientras dure), pero no en ningún hardware que se pueda comprar en el futuro. ^{[ 29 ]}

Algunos detractores de la Computación Confiable abogan por la "anulación del propietario": permitir que un propietario cuya presencia física esté confirmada autorice al equipo a eludir las restricciones y utilizar la ruta de E/S segura. Dicha anulación permitiría la certificación remota según las especificaciones del usuario, por ejemplo, para crear certificados que indiquen que Internet Explorer está en ejecución, incluso si se utiliza un navegador diferente. En lugar de impedir la modificación del software, la certificación remota indicaría cuándo se ha modificado el software sin el permiso del propietario.

Los miembros del Trusted Computing Group se han negado a implementar la anulación del propietario. ^{[ 34 ]} Los defensores de la computación confiable creen que la anulación del propietario anula la confianza en otras computadoras, ya que la atestación remota puede ser falsificada por el propietario. La anulación del propietario ofrece los beneficios de seguridad y cumplimiento al propietario de una máquina, pero no le permite confiar en otras computadoras, porque sus propietarios podrían renunciar a las reglas o restricciones en sus propias computadoras. En este escenario, una vez que los datos se envían a la computadora de otra persona, ya sea un diario, un archivo de música con DRM o un proyecto conjunto, esa otra persona controla qué seguridad, si la hay, aplicará su computadora a su copia de esos datos. Esto tiene el potencial de socavar las aplicaciones de la computación confiable para aplicar DRM, controlar el fraude en juegos en línea y atestiguar cálculos remotos para computación en malla .

Dado que un ordenador equipado con Trusted Computing puede certificar de forma unívoca su propia identidad, los proveedores y otros usuarios que posean la capacidad de utilizar la función de certificación podrán determinar con un alto grado de certeza la identidad del usuario del software habilitado para TC.

Esta capacidad depende de la probabilidad razonable de que el usuario proporcione información que lo identifique, ya sea de forma voluntaria, indirecta o simplemente mediante la inferencia de numerosos datos aparentemente inofensivos (por ejemplo, registros de búsqueda, como se demuestra en el análisis de la filtración de registros de búsqueda de AOL ^{[ 35 ]} ). Una forma común de obtener y vincular información es cuando un usuario registra un ordenador justo después de comprarlo. Otra forma común es cuando un usuario proporciona información de identificación al sitio web de un afiliado del proveedor.

Si bien los defensores de la tecnología de pago seguro señalan que las compras en línea y las transacciones con crédito podrían ser potencialmente más seguras como resultado de la capacidad de autenticación remota, esto puede provocar que el usuario de la computadora pierda sus expectativas de anonimato al usar Internet.

Los críticos señalan que esto podría tener un efecto disuasorio sobre la libertad de expresión política, la capacidad de los periodistas para utilizar fuentes anónimas, la denuncia de irregularidades, los blogs políticos y otras áreas en las que el público necesita protección contra represalias a través del anonimato.

La especificación TPM ofrece características e implementaciones sugeridas para cumplir con el requisito de anonimato. Mediante el uso de una Autoridad de Certificación de Privacidad (PCA) de terceros, la información que identifica al equipo puede ser almacenada por un tercero de confianza. Además, el uso de la certificación anónima directa (DAA), introducida en TPM v1.2, permite que un cliente realice la certificación sin revelar información personal ni del equipo.

El tipo de datos que deben proporcionarse al TTP para obtener el estado de confianza no está del todo claro en la actualidad, pero el propio TCG admite que "la atestación es una función importante del TPM con implicaciones significativas para la privacidad". ^{[ 36 ]} Sin embargo, está claro que tanto la información estática como la dinámica sobre el ordenador del usuario pueden proporcionarse (Ekpubkey) al TTP (v1.1b), ^{[ 37 ]} no está claro qué datos se proporcionarán al "verificador" en la v1.2. La información estática identificará de forma única al validador de la plataforma, el modelo, los detalles del TPM y que la plataforma (PC) cumple con las especificaciones del TCG. La información dinámica se describe como el software que se ejecuta en el ordenador. ^{[ 37 ]} Si un programa como Windows está registrado con el nombre del usuario, esto a su vez identificará de forma única al usuario. Otra dimensión de capacidades que podrían infringir la privacidad también podría introducirse con esta nueva tecnología; la frecuencia con la que se utilizan los programas podría ser información posible proporcionada al TTP. En una situación excepcional, aunque práctica, en la que un usuario compra una película pornográfica en internet, el comprador debe aceptar proporcionar los datos de su tarjeta de crédito al proveedor, con el consiguiente riesgo de ser identificado. Con la nueva tecnología, el comprador también podría correr el riesgo de que alguien descubra que ha visto esa película pornográfica 1000 veces. Esto añade una nueva dimensión a la posible violación de la privacidad. Actualmente, se desconoce con exactitud la cantidad de datos que se proporcionarán a los verificadores/TTP; solo cuando la tecnología esté implementada y en uso podremos evaluar la naturaleza y el volumen exactos de los datos transmitidos.

Trusted Computing exige que todos los proveedores de software y hardware sigan las especificaciones técnicas publicadas por el Trusted Computing Group para permitir la interoperabilidad entre diferentes pilas de software confiables. Sin embargo, desde al menos mediados de 2006, se han presentado problemas de interoperabilidad entre la pila de software confiable TrouSerS (publicada como software de código abierto por IBM ) y la pila de Hewlett-Packard . ^{[ 38 ]} Otro problema es que las especificaciones técnicas aún están en constante cambio, por lo que no está claro cuál es la implementación estándar de la pila confiable.

Se han manifestado preocupaciones de que la computación confiable pueda usarse para impedir o disuadir a los usuarios de ejecutar software creado por empresas ajenas a un pequeño grupo industrial. Microsoft ha recibido mucha mala prensa en torno a su arquitectura de software Palladium , lo que ha generado comentarios como: «Pocas piezas de vaporware han provocado un mayor nivel de miedo e incertidumbre que Palladium de Microsoft», «Palladium es un complot para apoderarse del ciberespacio» y «Palladium nos impedirá ejecutar cualquier software que no haya sido aprobado personalmente por Bill Gates». ^{[ 39 ]} Las preocupaciones sobre el uso de la computación confiable para excluir a la competencia se enmarcan en un contexto más amplio de preocupación de los consumidores por el uso de paquetes de productos para ocultar los precios y participar en prácticas anticompetitivas . ^{[ 5 ]} La computación confiable se considera perjudicial o problemática para los desarrolladores de software independientes y de código abierto . ^{[ 40 ]}

En la criptografía de clave pública , ampliamente utilizada , la creación de claves se puede realizar en el ordenador local y el creador tiene control total sobre quién tiene acceso a ella y, por consiguiente, sobre sus propias políticas de seguridad . ^{[ 41 ]} En algunos chips de cifrado-descifrado propuestos, una clave privada/pública se integra permanentemente en el hardware durante su fabricación, ^{[ 42 ]} y los fabricantes de hardware tendrían la oportunidad de registrar la clave sin dejar rastro de ello. Con esta clave sería posible acceder a los datos cifrados con ella y autenticarse como tal. ^{[ 43 ]} Es trivial para un fabricante entregar una copia de esta clave al gobierno o a los fabricantes de software, ya que la plataforma debe pasar por ciertos pasos para que funcione con software autenticado.

Por lo tanto, para confiar en cualquier cosa que sea autenticada o encriptada por un TPM o una computadora de confianza, un usuario final debe confiar en la empresa que fabricó el chip, la empresa que lo diseñó, las empresas autorizadas a desarrollar software para el chip y la capacidad e interés de esas empresas de no comprometer todo el proceso. ^{[ 44 ]} Una brecha de seguridad que rompió esa cadena de confianza ocurrió en el fabricante de tarjetas SIM Gemalto , que en 2010 fue infiltrado por espías estadounidenses y británicos, lo que resultó en una seguridad comprometida de las llamadas de telefonía celular. ^{[ 45 ]}

También es fundamental poder confiar en que los fabricantes de hardware y los desarrolladores de software implementan correctamente los estándares de computación confiable. Una implementación incorrecta podría pasar desapercibida para los usuarios y, por lo tanto, comprometer la integridad de todo el sistema sin que estos se den cuenta del fallo. ^{[ 46 ]}