一、 信任根 - Root of Trust
**1. 核心思想：**信任根是一个系统中最基础、最底层、必须无条件信任的组件或一组功能。它是整个系统信任体系的起点和基石。如果信任根本身不可信，那么建立在其上的一切信任都将不复存在。
2. 关键特性：
- **不可篡改性：**信任根必须是高度安全的， ideally 在硬件层面实现，难以被软件攻击或物理篡改。
- **始终可信：**系统假设信任根在出厂时就是正确、可靠的。
- **功能最小化：**信任根的功能应该尽可能简单、精简，以减少潜在的攻击面。这符合“安全最小化”原则。
**3. 信任根的主要类型：**在实际系统中，通常有三个关键的信任根：
| 信任根类型 | 英文全称 | 功能描述 |
|---|---|---|
| 根密钥 | Root of Trust for Storage | 一个安全存储在硬件（如芯片熔丝、安全闪存）中的加密密钥。它是整个密钥体系的根，用于加密和保护其他密钥。 |
| 测量根 | Root of Trust for Measurement | 一个可信的硬件功能模块，负责对系统启动时代码（如BIOS、Bootloader）进行初始的、可靠的完整性度量（计算哈希值）。 |
| 报告根 | Root of Trust for Reporting | 一个能够对“测量根”得到的数据进行数字签名的功能（通常与根密钥关联），以向外部证明度量结果的可信性。 |
在实际硬件中，这三个功能通常被集成在一个叫做 可信平台模块的芯片中。
二、 信任链 - Chain of Trust
1. 核心思想：信任链是一种逐级度量和验证的机制。它从最底层的信任根开始，像链条一样，一环扣一环地将信任扩展到整个计算机系统。 **2. 工作原理 - “先度量，后执行”**这个过程可以概括为以下几个关键步骤：
-
**起点：**系统上电后，首先由硬件级别的 测量根对第一段要执行的代码（通常是 BIOS/UEFI的引导程序）进行完整性度量（计算哈希值）。
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**验证第一环：**在执行BIOS代码之前，系统会将计算出的哈希值与一个预先存储的、可信的哈希值（在白名单中）进行比对。
- **如果匹配：**说明BIOS未被篡改，是可信的。于是，测量根将控制权交给BIOS。
- **如果不匹配：**说明完整性被破坏，系统会中止启动（或进入恢复模式），防止恶意代码运行。
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传递信任：现在，已经被验证为可信的BIOS就成为了新的、临时的“信任根”。它接下来会负责度量并验证下一个要加载的组件，即操作系统引导程序。
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继续延伸：同样，被验证通过的引导程序会去度量和验证操作系统内核。
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**最终目标：**操作系统内核被验证后，还可以继续度量和验证关键的应用程序（如杀毒软件、安全组件等）。
这个过程的精髓在于：**每一环在将控制权交给下一环之前，都必须先确保下一环是完整和可信的。****一个生动的比喻：**想象你要传递一份绝密文件，需要经过多人之手：
- **信任根：**你本人，是绝对可信的起点。
- 第一环：你将文件交给下属A。在交给他之前，你通过照片和工牌验证了他的身份。
- 第二环：下属A已经被你验证，成为可信节点。现在由他负责将文件交给快递员B。下属A会通过公司系统验证快递员B的身份和授权。
- 第三环：可信的快递员B将文件送到客户C的公司，由前台D签收。快递员B会验证前台D的身份。
- ...如此继续。
如果其中任何一环无法验证下一环的身份（比如发现工牌是伪造的），链条就会中断，文件传递停止。这样，即使你无法亲自监督整个过程，也能确保文件最终安全送达，因为信任被一环一环地传递了下去。
三、 信任根与信任链的关系总结
| 特性 | 信任根 | 信任链 |
|---|---|---|
| 角色 | 信任的起点和基石 | 信任传递的机制和过程 |
| 关系 | 是链条的第一环 | 是从第一环开始不断延伸的链条 |
| 目标 | 提供一个小而坚固的可信基础 | 将信任从基础安全地扩展到整个复杂系统 |
实际应用与技术
- 可信平台模块：这是实现信任根和信任链最典型的硬件芯片。它内置了加解密引擎、受保护的存储空间，专门用于完成度量、存储和报告功能。
- 安全启动：这是信任链原理在PC和移动设备（如Windows电脑、安卓手机）上的具体实现。它确保设备只启动由原始设备制造商签名的操作系统，从而防御Bootkit等底层恶意软件。
- 可信执行环境：在移动设备上，通过信任链机制，在主操作系统之外创建一个隔离的、安全的小型操作系统，用于处理指纹、支付等敏感信息。
总结来说，信任根和信任链共同构建了一个防御纵深体系。它们解决了“如何在一个本身可能不安全的复杂环境中，确保系统从启动开始就是可信的”这一根本性问题，是现代计算安全的基石。
