Что такое аттестация гостевых систем в контексте конфиденциальных виртуальных машин?

Аттестация гостей помогает убедиться, что ваша конфиденциальная среда виртуальной машины защищена подлинной аппаратной доверенной средой выполнения (TEE) с функциями безопасности, включенными для изоляции и целостности.

Вы можете использовать аттестацию гостей для:

• Убедитесь, что конфиденциальная виртуальная машина выполняется на ожидаемой аппаратной платформе
• Проверьте, включена ли безопасная загрузка конфиденциальной виртуальной машины. Этот параметр защищает нижние слои виртуальной машины (прошивка, загрузчик, ядро) от вредоносных программ (руткиты, буткиты).
• Получение доказательств для проверяющей стороны, что конфиденциальная виртуальная машина работает на конфиденциальном оборудовании

Сценарии

Основными компонентами и службами, участвующими в аттестации гостей, являются:

• Рабочая нагрузка
• Библиотека аттестации гостей
• Оборудование (для составления отчетов). Например, AMD-SEVSNP.
• Служба аттестации Microsoft Azure
• Ответ веб-маркера JSON

Типичные операционные сценарии включают использование клиентской библиотеки для выполнения запросов аттестации следующим образом.

Сценарий: запрос в отдельной рабочей нагрузке

В этом примере запросы аттестации выполняются в отдельной рабочей нагрузке. Запросы определяют, выполняется ли конфиденциальная виртуальная машина на правильной аппаратной платформе перед запуском рабочей нагрузки.

Вычислительная нагрузка (клиент проверки платформы на схеме) должна интегрироваться с библиотекой аттестации и работать внутри конфиденциальной виртуальной машины для проведения аттестации. После того как программа отправляет запрос в библиотеку аттестации, рабочая нагрузка анализирует ответ, чтобы определить, работает ли виртуальная машина на правильной аппаратной платформе и /или безопасной загрузке перед запуском конфиденциальной рабочей нагрузки.

Этот сценарий аналогичен следующему сценарию. Основное различие заключается в том, как каждый сценарий достигает той же цели в зависимости от расположения запроса.

Сценарий: запрос из рабочей нагрузки

В этом примере запросы аттестации выполняются внутри рабочей нагрузки в начале программы. Запросы проверяют, запущена ли конфиденциальная виртуальная машина на правильной аппаратной платформе перед запуском рабочей нагрузки.

Этот сценарий аналогичен предыдущему сценарию. Основное различие заключается в том, как каждый сценарий достигает той же цели в зависимости от расположения запроса.

Рабочая нагрузка клиента должна интегрироваться с библиотекой аттестации и запускаться на конфиденциальной виртуальной машине. После того как рабочая нагрузка клиента отправляет запрос в библиотеку аттестации, рабочая нагрузка клиента анализирует ответ, чтобы определить, запущена ли виртуальная машина на правильной аппаратной платформе и /или безопасной загрузке перед полной настройкой конфиденциальной рабочей нагрузки.

Сценарий: рукопожатие доверяющей стороны

В этом примере конфиденциальная виртуальная машина должна доказать, что она выполняется на конфиденциальной платформе, прежде чем проверяющая сторона будет участвовать. Конфиденциальная виртуальная машина предъявляет токен аттестации проверяющей стороне для начала взаимодействия.

Ниже приведены некоторые примеры взаимодействия.

• Конфиденциальная виртуальная машина запрашивает секреты из системы управления секретами.
• Клиент хочет убедиться, что конфиденциальная виртуальная машина выполняется на конфиденциальной платформе, прежде чем передавать личные данные в обработку конфиденциальной виртуальной машине.

На следующей схеме показано рукопожатие между конфиденциальной виртуальной машиной и полагающейся стороной.

На следующей схеме последовательности подробнее объясняется сценарий доверяющей стороны. Запрос и ответ между участвующими системами используют API библиотеки аттестации гостей. Конфиденциальная виртуальная машина взаимодействует с менеджером секретов, чтобы инициализироваться с помощью полученных секретов.

Программные интерфейсы

Корпорация Майкрософт предоставляет гостевую библиотеку аттестации с API для выполнения аттестаций и шифрования и расшифровки данных. Существует также API для восстановления памяти.

Эти API можно использовать для различных сценариев, описанных ранее.

Верификация API

API аттестации принимает объект ClientParameters на вход и возвращает расшифрованный токен аттестации. Например:

AttestationResult Attest([in] ClientParameters client_params,  

  				 [out] buffer jwt_token); 

API Attest возвращает AttestationResult (тип: структура).

Шифрование API

API шифрования принимает данные для шифрования и JSON веб-токен в качестве входных данных. API шифрует данные с помощью открытого эфемерного ключа, который присутствует в веб-токене JSON. Например:

AttestationResult Encrypt(

  [enum] encryption_type, 

  [in] const unsigned char* jwt_token, 

  [in] const unsigned char* data, 

  [in] uint32_t data_size, 

  [out] unsigned char** encrypted_data, 

  [out] uint32_t* encrypted_data_size, 

  [out] unsigned char** encryption_metadata,  

  [out] uint32_t encryption_metadata_size); 

API шифрования возвращает (тип: структура).

Расшифровка API

API расшифровки принимает зашифрованные данные в качестве входных данных и расшифровывает данные с помощью закрытого эфемерного ключа, запечатаемого в доверенном модуле платформы (TPM). Например:

AttestationResult Decrypt([enum] encryption_type, 

  [in] const unsigned char* encrypted_data, 

  [in] uint32_t encrypted_data_size, 

  [in] const unsigned char* encryption_metadata, 

  [in] unit32_t encryption_metadata_size, 

  [out] unsigned char** decrypted_data,  

  [out] unit32_t decrypted_data_size); 

API Decrypt возвращает AttestationResult(тип: структура).

Бесплатный API

Бесплатный API освобождает память, удерживаемую данными. Например:

Free([in] buffer data); 

Бесплатный API не возвращает ничего.

Коды ошибок

API могут возвращать следующие коды ошибок:

JSON Web Token

Вы можете извлечь различные части веб-маркера JSON для различных сценариев API, описанных ранее. Ниже приведены важные поля для функции аттестации гостей:

{
  "exp": 1653021894,
  "iat": 1652993094,
  "iss": "https://sharedeus.eus.test.attest.azure.net",
  "jti": "<value>",
  "nbf": 1652993094,
  "secureboot": true,
  "x-ms-attestation-type": "azurevm",
  "x-ms-azurevm-attestation-protocol-ver": "2.0",
  "x-ms-azurevm-attested-pcrs": [
    0,
    1,
    2,
    3,
    4,
    5,
    6,
    7,
    11,
    12,
    13
  ],
  "x-ms-azurevm-bootdebug-enabled": false,
  "x-ms-azurevm-dbvalidated": true,
  "x-ms-azurevm-dbxvalidated": true,
  "x-ms-azurevm-debuggersdisabled": true,
  "x-ms-azurevm-default-securebootkeysvalidated": true,
  "x-ms-azurevm-elam-enabled": true,
  "x-ms-azurevm-flightsigning-enabled": false,
  "x-ms-azurevm-hvci-policy": 0,
  "x-ms-azurevm-hypervisordebug-enabled": false,
  "x-ms-azurevm-is-windows": true,
  "x-ms-azurevm-kerneldebug-enabled": false,
  "x-ms-azurevm-osbuild": "NotApplicable",
  "x-ms-azurevm-osdistro": "Microsoft",
  "x-ms-azurevm-ostype": "Windows",
  "x-ms-azurevm-osversion-major": 10,
  "x-ms-azurevm-osversion-minor": 0,
  "x-ms-azurevm-signingdisabled": true,
  "x-ms-azurevm-testsigning-enabled": false,
  "x-ms-azurevm-vmid": "<value>",
  "x-ms-isolation-tee": {
    "x-ms-attestation-type": "sevsnpvm",
    "x-ms-compliance-status": "azure-compliant-cvm",
    "x-ms-runtime": {
      "keys": [
        {
          "e": "AQAB",
          "key_ops": [
            "encrypt"
          ],
          "kid": "HCLAkPub",
          "kty": "RSA",
          "n": "<value>"
        }
      ],
      "vm-configuration": {
        "console-enabled": true,
        "current-time": 1652993091,
        "secure-boot": true,
        "tpm-enabled": true,
        "vmUniqueId": "<value>"
      }
    },
    "x-ms-sevsnpvm-authorkeydigest": "<value>",
    "x-ms-sevsnpvm-bootloader-svn": 2,
    "x-ms-sevsnpvm-familyId": "<value>",
    "x-ms-sevsnpvm-guestsvn": 1,
    "x-ms-sevsnpvm-hostdata": "<value>",
    "x-ms-sevsnpvm-idkeydigest": "<value>",
    "x-ms-sevsnpvm-imageId": "<value>",
    "x-ms-sevsnpvm-is-debuggable": false,
    "x-ms-sevsnpvm-launchmeasurement": "<value>",
    "x-ms-sevsnpvm-microcode-svn": 55,
    "x-ms-sevsnpvm-migration-allowed": false,
    "x-ms-sevsnpvm-reportdata": "<value>",
    "x-ms-sevsnpvm-reportid": "<value>",
    "x-ms-sevsnpvm-smt-allowed": true,
    "x-ms-sevsnpvm-snpfw-svn": 2,
    "x-ms-sevsnpvm-tee-svn": 0,
    "x-ms-sevsnpvm-vmpl": 0
  },
  "x-ms-policy-hash": "<value>",
  "x-ms-runtime": {
    "keys": [
      {
        "e": "AQAB",
        "key_ops": [
          "encrypt"
        ],
        "kid": "TpmEphemeralEncryptionKey",
        "kty": "RSA",
        "n": "<value>"
      }
    ]
  },
  "x-ms-ver": "1.0"
}

Следующие шаги

• Дополнительные сведения о проектировании аттестации гостей
• Узнайте, как использовать пример приложения с API гостевой аттестации
• Узнайте, как использовать интеграцию Microsoft Defender для облака с конфиденциальными виртуальными машинами с установленной гостевой аттестацией
• Сведения о конфиденциальных виртуальных машинах Azure