可信计算基<\/strong><\/p>

基本概念与核心思想<\/strong>
可信计算基是计算机系统内所有保护机制的集合，是负责实施安全策略的硬件、固件和软件组件的总和。其核心思想源于“参照监视器”概念，即系统必须存在一个独立的、不可被绕过的权威实体，来仲裁所有主体对客体的访问。TCB就是这个理论概念在真实系统中的具体实现和载体。一个系统的安全性根本上取决于其TCB的正确性、完整性和不可篡改性。<\/p> <\/li>

边界与构成要素<\/strong>
TCB的边界定义了“可信”与“不可信”的临界线。边界之内是必须被严格保护的组件，通常包括：<\/p>

内核<\/strong>：负责进程调度、内存管理等核心资源控制。<\/li>
安全内核或引用验证机制<\/strong>：直接执行访问控制决策的模块。<\/li>
关键的系统进程<\/strong>：如登录进程、认证服务。<\/li>
部分硬件<\/strong>：如CPU的特定模式（内核态）、内存管理单元、可信平台模块。<\/li>
关键的配置文件<\/strong>：如用户账户数据库、策略配置文件。边界之外的应用程序和大部分用户进程则被视为不可信的。<\/li> <\/ul> <\/li>

设计要求与关键属性<\/strong>
为确保TCB自身可靠，其设计需满足一系列严格属性：<\/p>

完备性（Completeness）<\/strong>：TCB必须仲裁所有访问，无一遗漏。<\/li>
隔离性（Isolation）<\/strong>：TCB必须受到保护，防止被外部（不可信代码）篡改或旁路。通常通过硬件特权级（如Ring 0）和内存保护来实现。<\/li>
可验证性（Verifiability）<\/strong>：TCB必须足够精简、设计清晰，以便能够通过形式化验证或严格的测试，证明其正确实现了安全策略。这是TCB“可信”的根本来源。<\/li> <\/ul> <\/li>

实现层面与实例<\/strong>
在具体实现中，TCB的规模可大可小：<\/p>

微内核系统<\/strong>：致力于将TCB最小化，仅将最核心的安全功能置于内核，其他服务作为用户态进程运行，减少受攻击面。<\/li>
宏内核系统<\/strong>：TCB相对庞大，包含大量驱动程序和服务在内核空间，验证更困难。<\/li>
现代扩展实例<\/strong>：

可信平台模块<\/strong>：作为硬件TCB的扩展，提供安全的密钥存储和度量功能。<\/li>
虚拟机监视器<\/strong>：在虚拟化环境中，VMM（Hypervisor）本身成为底层物理服务器的TCB，负责隔离多个客户操作系统。<\/li>
可信执行环境<\/strong>：如Intel SGX，在CPU内创建一个与主操作系统隔离的加密安全区域（飞地），其TCB仅包含CPU硬件和飞地内代码，将操作系统甚至VMM都排除在TCB之外。<\/li> <\/ul> <\/li> <\/ul> <\/li>

安全意义与实践挑战<\/strong>
TCB的概念是评估系统安全性的基石。系统的总体安全强度不会超过其TCB的安全强度。主要挑战在于：<\/p>

TCB膨胀<\/strong>：随着功能增加，TCB规模扩大，漏洞风险和维护、验证的难度呈指数级增长。<\/li>
隐信道<\/strong>：即使访问被正确仲裁，TCB内组件间可能通过计时、功耗等隐信道泄露信息。<\/li>
供应链安全<\/strong>：TCB组件的开发、交付和更新过程若被篡改，则根基被破坏。
因此，安全设计的一个重要原则就是“TCB最小化”，并对其核心组件实施最高等级的安全保障与验证。<\/li> <\/ul> <\/li> <\/ol>