DE69635209T2

DE69635209T2 - Parametrierbare hash-funktionen zur zugangskontrolle

Info

Publication number: DE69635209T2
Application number: DE69635209T
Authority: DE
Inventors: W. David AUCSMITH; C. Robert KNAUERHASE
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 1995-08-25
Filing date: 1996-07-19
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2016-07-20
Also published as: BR9610127A; US5940513A; CN1194072A; US5757915A; HK1015987A1; RU2142674C1; EP0860064B1; JPH11511576A; AU6501196A; WO1997007657A2; EP0860064A4; IL123198A; CN1124719C; JP4087442B2; DE69635209D1; EP0860064A2; IL123198A0; WO1997007657A3

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Zugriffssteuerung in einem Computersystem. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Einrichtung und ein Verfahren zur Identifizierung des Ursprungs eines ausführbaren Abbildes [eines Prozesses im Speicher] und die Verwendung dieser Identifikation zur Bestimmung der dem Ausführbaren gewährten Ebene der Zugriffsrechte.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Sicherheitsverletzungen in Computersystemen können entweder als vorsätzlich oder als unbeabsichtigt eingestuft werden. Zu den Arten eines vorsätzlichen Zugriffs gehört ein nicht autorisiertes Lesen von Daten, eine nicht autorisierte Modifikation von Daten und eine nicht autorisierte Zerstörung von Daten. Die meisten Betriebssysteme stellen für Prozesse Mittel zur Erzeugung anderer Prozesse bereit. In einer derartigen Umgebung ist die Erzeugung einer Situation möglich, in der Betriebssystemressourcen und Anwenderdateien missbraucht werden. Würmer und Viren sind zwei übliche Verfahren eines Missbrauchs. Der Schutz eines Computersystems hängt von seiner Fähigkeit zur Identifizierung des Ursprungs der auszuführenden Programme und zur Überprüfung ab, ob diese Programme nicht in einer Art und Weise modifiziert wurden, so dass sie dann eine Sicherheitsbedrohung für das System darstellen können. Das US-Patent Nr. 5,412,718 beschreibt ein Verfahren, bei dem eine für ein gegebenes Speichermedium einzigartige Signatur zur Ableitung eines Schlüssels zur Verschlüsselung der Informationen auf dem Speichermedium verwendet wird.
Zusätzlich zur Überprüfung der Echtheit des Ursprungs eines Programms gibt es auch eine dringende Notwendigkeit sicherzustellen, dass die Dateien, Speichersegmente, die CPU und anderen Ressourcen eines Computersystems nur durch die Prozesse genutzt werden können, die vom Betriebssystem eine ordnungsgemäße Berechtigung erhalten haben. Es gibt für die Bereitstellung dieses Schutzes verschiedene Gründe. Der offensichtlichste ist die dringende Notwendigkeit eine bösartige, absichtliche Verletzung einer Zugriffsbeschränkung zu verhindern. von mehr allgemeiner Bedeutung ist die dringende Notwendigkeit zu gewährleisten, dass jede in einem System aktive Programmkomponente Systemressourcen auf eine Art und Weise verwendet, die mit den festgelegten Richtlinien für die Verwendungen dieser Ressourcen übereinstimmt. Durch eine Erfassung latenter Fehler an den Schnittstellen zwischen den Komponententeilsystemen kann ein Schutz die Zuverlässigkeit verbessern. Eine frühzeitige Erfassung von Schnittstellenfehlern kann eine Kontaminierung eines gesunden Teilsystems durch ein anderes, schlecht funktionierendes Teilsystem verhindern.
Ein Prozess wirkt üblicherweise innerhalb eines Schutzbereichs. Der Bereich spezifiziert die Ressourcen, auf die der Prozess zugreifen kann. Jeder Bereich definiert eine Menge von Objekten und die an jedem Objekt aufrufbaren Operationsarten. Die Fähigkeit zur Ausführung einer Operation an einem Objekt ist ein Zugriffsrecht. Ein Bereich ist eine Sammlung von Zugriffsrechten, von denen jedes üblicherweise ein geordnetes Paar: <Objektname, Menge der Rechte> ist. Wenn zum Beispiel der Bereich D das Zugriffsrecht <Datei F, {lesen, schreiben}> aufweist, kann ein Prozess, der im Bereich D ausgeführt wird, sowohl Datei F lesen als auch schreiben. Es sollte jedoch nicht die Durchführung irgendeiner anderen Operation an diesem Objekt gestattet sein. Bereiche können disjunkt sein oder sie können Zugriffsrechte gemeinsam nutzen. Die Zuordnung zwischen einem Prozess und einem Bereich kann auch entweder statisch oder dynamisch sein. Folglich ist eine Beschränkung der für jeden Prozess zugänglichen Schutzbereiche wichtig.
Was folglich benötigt wird, sind eine Einrichtung und ein Verfahren zur Bereitstellung einer fälschungssicheren Signatur eines ausführbaren Abbildes, die verwendet werden kann zur Identifikation des Ursprungs des ausführbaren Abbildes, ob es irgendeine Modifikation am Ausführbaren gegeben hat und die dem Ausführbaren durch das Betriebssystem zu gewährenden Ebene der Zugriffsrechte oder des Vertrauens.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zugriffssteuerung in einem Computersystem beschrieben. Ein Ausführungsbeispiel des Zugriffs-Controller weist eine Speichereinheit auf. Die Speichereinheit speichert einen, eine Signaturkomponente und ein verschlüsseltes ausführbares Abbild aufweisenden Datenblock. Mit der Speichereinheit ist eine Separierungseinheit gekoppelt. Die Separierungseinheit empfängt den Datenblock und separiert die Signaturkomponente vom verschlüsselten ausführbaren Abbild. Mit der Separierungseinheit ist eine Entschlüsselungseinheit gekoppelt. Die Entschlüsselungseinhieit empfängt das verschlüsselte ausführbare Abbild und entschlüsselt das verschlüsselte ausführbare Abbild in ein ausführbares Programm. Dies kann durch einen Programmlauf eines Entschlüsselungsalgorithmus erreicht werden, der die Signaturkomponente als einen Schlüssel zum Entschlüsseln des verschlüsselten ausführbaren Abbildes verwendet. Mit der Entschlüsselungseinheit ist eine Identifikationseinheit gekoppelt. Die Identifikationseinheit empfängt das zu verwendende ausführbare Programm und identifiziert einen für eine Identifikationsmarkierung im ausführbaren Programm gekennzeichneten Schlüssel zur Berechnung eines kryptographischen schlüsselab hängigen Hash-Wertes des ausführbaren Programms. Mit der Entschlüsselungseinheit ist eine Signaturerzeugungseinheit gekoppelt. Die Signaturerzeugungseinheit empfängt das ausführbare Programm und berechnet unter Verwendung eines durch die Identifikationseinheit identifizierten, gespeicherten Schlüssels einen kryptographischen schlüsselabhängigen Hash-Wert für das ausführbare Programm. Mit der Hash-Einheit ist eine Überprüfungseinheit gekoppelt. Die Überprüfungseinheit vergleicht zur Überprüfung des Ursprungs des Datenblocks und einer nicht erfolgten Durchführung einer Modifikation am Datenblock den schlüsselabhängigen Hash-Wert mit der Signaturkomponente. Mit der Hash-Einheit ist eine Rechtezuweisungseinheit gekoppelt. Die Rechtezuweisungseinheit empfängt den zur Berechnung des schlüsselabhängigen Hash-Wertes des ausführbaren Programms verwendeten Schlüssel und weist gemäß den dem Schlüssel zugeordneten Rechten dem ausführbaren Programm Rechte zu.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbart ein Verfahren zur Zugriffssteuerung in einem Computersystem. Zuerst wird ein, eine Signaturkomponente und ein verschlüsseltes ausführbares Abbild aufweisender Datenblock empfangen. Nach dem Empfang des Datenblocks wird die Signaturkomponente vom verschlüsselten ausführbaren Abbild separiert. Als Nächstes wird durch die Ausführung eines die Signaturkomponente als Schlüssel verwendenden Entschlüsselungsalgorithmus das ausführbare Abbild entschlüsselt. Es wird ein, einer Identifikationsmarkierung im ausführbaren Programm entsprechender, zusammengesetzter Schlüssel identifiziert. Der zusammengesetzte Schlüssel wird zur Berechnung eines schlüsselabhängigen Hash-Wertes des ausführbaren Programms verwendet. Nach der Berechnung des schlüsselabhängigen Hash-Wertes wird zur Überprüfung der Quelle des Datenblocks der schlüsselabhängige Hash-Wert mit der Signaturkomponente verglichen. Gemäß dem Schlüs sel vorab zugewiesenen Rechten werden dem ausführbaren Programm Rechte zugewiesen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird vollständiger anhand der nachfolgend gegebenen, detaillierten Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen der verschiedenen, in der Erfindung enthaltenen Merkmale und Elemente verstanden werden. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind nicht zur Begrenzung der Erfindung auf das spezielle Ausführungsbeispiel gedacht. Sie werden zur Erklärung und zum Verständnis bereitgestellt.
1 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel eines in einem Computersystem ausgeführten Zugriffs-Controllers.
2 veranschaulicht eine Blockdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Codierungseinheit der vorliegenden Erfindung.
3 veranschaulicht, wie eine Nachricht unter Verwendung einer Codierungseinheit der vorliegenden Erfindung codiert wird.
4 veranschaulicht eine Blockdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Zugriffs-Controllers der vorliegenden Erfindung.
5 veranschaulicht eine Blockdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des Videoverarbeitungssystems der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Codierung veranschaulicht.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Zugriffssteuerung eines Computersystems veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es wird eine neue Zugriffs-Controller-Einheit beschrieben. In der folgenden detaillierten Beschreibung werden zahlreiche spezielle Details zur Bereitstellung eines vollständigen Verständnisses der vorliegenden Erfindung dargelegt. Es wird jedoch von den Fachleuten verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung ohne diese spezifischen Details umgesetzt werden kann. In anderen Fällen wurden bekannte Verfahren, Vorgehensweisen, Komponenten und Schaltungen nicht detailliert beschrieben, um die vorliegende Erfindung nicht zu verdecken.
Einige Teile der nachfolgenden detaillierten Beschreibungen werden in Form von Algorithmen und symbolischen Darstellungen von Operationen an Datenbits innerhalb eines Computerspeichers dargestellt. Diese algorithmischen Beschreibungen und Darstellungen sind die von den Fachleuten der Datenverarbeitung verwendeten Mittel, um anderen Fachleuten die Substanz ihrer Arbeit am wirksamsten zu vermitteln. Ein Algorithmus wird als eine in sich geschlossene Folge von Schritten verstanden, die zu einem gewünschten Ergebnis führt. Die Schritte sind diejenigen, die physikalische Manipulationen physikalischer Größen erfordern. Üblicherweise, aber nicht notwendigerweise, sind diese Größen elektrische oder magnetische Signale, die geeignet sind, gespeichert, übertragen, kombiniert, verglichen und anderweitig manipuliert zu werden. Es hat sich zeitweise als zweckmäßig erwiesen, primär aus Gründen der allgemeinen Verwendung, diese Signale als Bits, Werte, Elemente, Symbole, Zeichen, Ausdrücke, Zahlen oder dergleichen zu bezeichnen. Es sollte jedoch berücksichtigt werden, dass all diese und ähnliche Begriffe den entsprechenden physikalischen Größen zuzuordnen sind und lediglich für diese Größen verwendete, geeignete Kennzeichnungen sind. Wenn es nicht speziell anders angegeben ist, wie sich aus der folgenden Erörterung ergibt, ist in der vorliegenden Erfindung immer zu verstehen, dass sich Erörterungen, die Begriffe wie zum Beispiel „Verarbeiten" oder „Berechnen" oder „Rechnen" oder „Bestimmen" oder „Anzeigen" oder dergleichen verwenden, sich auf die Aktion und die Prozesse eines Computersystems oder einer ähnlichen elektronischen Recheneinrichtung beziehen, das bzw. die Daten, die als physikalische (elektronische) Größen in den Registern und Speichern eines Computersystems dargestellt sind, in andere Daten manipulieren und umwandeln, die in ähnlicher Weise als physikalische Größen in den Computersystemspeichern oder Registern oder anderen derartigen Informationsspeicher-, Übertragungs- oder Anzeigeeinrichtungen dargestellt werden.
1 veranschaulicht in Blockdarstellungsform ein Computersystem eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Das Computersystem weist einen Bus 100, eine Tastaturschnittstelle 101, einen externen Speicher 102, eine Massenspeichereinrichtung 103, einen Prozessor 104 und einen Anzeigeeinrichtungs-Controller 105 auf. Der Bus 100 ist mit dem Anzeigeeinrichtungs-Controller 105, der Tastaturschnittstelle 101, dem Mikroprozessor 104, dem Speicher 102 und der Massenspeichereinrichtung 103 gekoppelt. Der Anzeigeeinrichtungs-Controller 105 kann mit einer Anzeigeeinrichtung gekoppelt werden. Die Tastaturschnittstelle 101 kann mit einer Tastatur gekoppelt werden.
Der Bus 100 kann ein einzelner Bus oder eine Kombination mehrerer Busse sein. Beispielsweise kann der Bus 100 einen Industry-Standard-Architectural[Industriestandard-Architektur] (ISA) – Bus, einen Extended-Industry-Standard-Architecture[Erweiterte-Industriestandard-Architektur] (EISA) – Bus, einen Systembus, einen X-Bus, einen PS/2-Bus, einen Peripheral-Components-Interconnect[Peripheriekomponentenverbindung] (PCI) – Bus, einen Personal-Computer-Memory-Card-International-Association [Standard für scheckkartengroße PC-Erweiterungen] (PCMCIA) – Bus oder andere Busse aufweisen. Der Bus 100 kann auch eine Kombination irgendwelcher dieser Busse aufweisen. Der Bus 100 stellt Kommunikationsverbindungen zwischen den Komponenten im Computersystem bereit. Die Tastaturschnitt stelle 101 kann ein Tastatur-Controller oder eine andere Tastaturschnittstelle sein. Die Tastaturschnittstelle 101 kann eine fest zugeordnete Einrichtung sein oder kann sich in einer anderen Einrichtung befinden, wie zum Beispiel einem Bus-Controller oder einem anderen Controller. Die Tastaturschnittstelle 101 gestattet die Koppelung einer Tastatur mit dem Computersystem und überträgt Signale von einer Tastatur zum Computersystem. Der externe Speicher 102 kann einen dynamischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (DRAM), einen statischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (SRAM) oder andere Speichereinrichtungen aufweisen. Der externe Speicher 102 speichert zur Verwendung durch den Prozessor 104 Informationen und Daten von einer Massenspeichereinrichtung 103 und einem Prozessor 104. Die Massenspeichereinrichtung 103 kann ein Festplattenlaufwerk, ein Diskettenlaufwerk, eine CD-ROM-Einrichtung, eine Flash-Speichereinrichtung oder eine andere Massenspeichereinrichtung sein. Die Massenspeichereinrichtung 103 stellt dem externen Speicher 102 Informationen und Daten bereit.
Der Prozessor 104 verarbeitet Informationen und Daten vom externen Speicher 102 und speichert Informationen und Daten in den externen Speicher 102. Der Prozessor 104 empfängt auch Signale vom Tastatur-Controller 101 und überträgt Informationen und Daten zum Anzeige-Controller 105 zur Anzeige auf einer Anzeigeeinrichtung. Der Prozessor 104 überträgt auch Videobilder zum Anzeige-Controller zur Anzeige auf einer Anzeigeeinrichtung. Der Prozessor 104 kann ein Complex-Instruction-Set-Computing[Verarbeitung mit komplexem Befehlssatz] (CISC) – Mikroprozessor, ein Reduced-Instruction-Set-Computing[Verarbeitung mit reduziertem Befehlssatz] (RISC) -Mikroprozessor, ein Very-Long-Instruction-Word[sehr langes Befehlswort] (VLIW) – Mikroprozessor oder eine andere Prozessoreinrichtung sein. Der Anzeigeeinrichtungs-Controller 105 gestattet die Kopplung einer Anzeigeeinrichtung mit dem Computersystem und wirkt als eine Schnittstelle zwischen der Anzeigeeinrichtung und dem Computersystem. Der Anzeigeeinrichtungs-Controller 105 kann eine Monochrome-Display-Adapter[Monochrome-Anzeige-Adapter] (MDA) – Karte, eine Color-Graphics-Adapter[Farbgrafikadapter] (CGA) – Karte, eine Enhanced-Graphics-Adapter[Verbesserte-Grafik-Adapter] (EGA) – Karte, eine Multi-Color-Graphics-Array(Mehrfarbengrafik-Array] (MCGA) – Karte, eine Video-Graphics-Array[Videografik-Array] (VGA) – Karte, eine Extended-Graphics-Array[Erweitertes Grafik-Array] (XGA) – Karte oder ein anderer Anzeigeeinrichtungs-Controller sein. Die Anzeigeeinrichtung kann ein Fernsehapparat, ein Computerbildschirm, ein Flachbildschirm oder eine andere Anzeigeeinrichtung sein. Die Anzeigeeinrichtung empfängt über den Anzeigeeinrichtungs-Controller 105 Informationen und Daten von Prozessor 104 und zeigt dem Anwender des Computersystems die Informationen und Daten an.
Das Computersystem weist auch eine Zugriffs-Controller-Einheit 106 auf. Die Zugriffs-Controller-Einheit 106 ist mit dem Bus 100 gekoppelt. In der Zugriffs-Controller-Einheit 106 ist ein Satz von Schlüsseln gespeichert, denen Zugriffsrechte im Computersystem zugeordnet sind. Jeder Schlüssel definiert den Bereich, in dem ein Programm arbeitet. Die Schlüssel definieren auch einen oder mehrere zusammengesetzte Schlüssel, die in einer kryptographischen Hash-Funktion zur Erzeugung einer Programmsignatur als Parameter verwendet werden. Die Programmsignatur wird ferner als ein Verschlüsselungsschlüssel zum Verschlüsseln des ausführbaren Programms verwendet.
Die Zugriffs-Controller-Einheit 106 empfängt einen vom Prozessor 104 auszuführenden Prozess von der Massenspeichereinrichtung 103 oder einer anderen, mit dem Bus 100 gekoppelten I/O-Einrichtung. Der Prozess weist ein verschlüsseltes ausführbares Abbild und eine Signaturkomponente auf. Bevor das Computersystem ein Programm ausführt, überprüft die Zugriffs- Controller-Einheit 106, dass die Signatur des Programms von einem bekannten zusammengesetzten Schlüssel legal erstellt wurde. Durch die Prüfung der Signaturkomponente des Prozesses identifiziert die Zugriffs-Controller-Einheit 106 den Ursprung des Prozesses, überprüft, dass der Prozess nicht in einer das Computersystem bedrohenden Art und Weise modifiziert wurde, und bestimmt die Zugriffsebene, die das Betriebssystem dem Prozess gewähren soll. Die Zugriffs-Controller-Einheit 106 gestattet dann dem ausführbaren Programm die Ausführung mit den Rechten, die den beim Ableiten des zusammengesetzten Schlüssels verwendeten Schlüsseln zugewiesen wurden.
2 veranschaulicht eine Blockdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Datei-Codierungseinheit der vorliegenden Erfindung. Die Datei-Codierungseinheit 210 weist einen Signaturgenerator 221 und eine Verschlüsselungseinheit 230 auf. Der Signaturgenerator 221 bewirkt die Erzeugung einer Signatur eines durch den Prozessor 104 auszuführenden, ausführbaren Programms. Die Verschlüsselungseinheit 230 verschlüsselt unter Verwendung der Signatur als ein Schlüssel die das ausführbare Programm enthaltende Datei. Der Signaturgenerator 221 führt an dem Klartext eines ausführbaren Programms eine kryptographische schlüsselabhängige Hash-Funktion aus. Dies erzeugt einen Geheimtext. Der Signaturgenerator 221 verwendet Schlüssel, die zusammengesetzte Schlüssel von in der Zugriffs-Controller-Einheit 106 gespeicherten Schlüsseln sind. Jedem der in der kryptographischen Hash-Funktion verwendeten, zusammengesetzten Schlüssel ist ein Satz von Zugriffsrechten zugeordnet. Diese Rechte werden dem ausführbaren Programm vor der Ausführung zugewiesen.
Der Signaturgenerator 221 weist eine Berechnungseinheit 222 und eine Verschlüsselungseinheit 223 auf. Der Signaturgenerator 221 kann die Berechnungseinheit 222 und die Verschlüsselungseinheit 223 zur Durchführung irgendeiner Anzahl von kryptographischen schlüsselabhängigen Hash-Funktionen oder Verschlüsselungsalgorithmen an dem Klartext des ausführbaren Programms verwenden. Die Schlüssel können entweder private symmetrische Schlüssel oder öffentliche asymmetrische Schlüssel sein. Der Unterschied ist der Schutzumfang, der von der Schlüsselkopie des Betriebssystems gefordert wird. Der Signaturgenerator 221 kann zur Erzeugung eines kryptographischen schlüsselabhängigen Hash-Wertes für das ausführbare Programm derartige konventionelle Algorithmen wie Lucifer, Madryga, NewDES, FEAL, REDOC, LOKI, Khufu, Khafre oder IDEA verwenden. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwenden die Berechnungseinheit 222 und die Verschlüsselungseinheit 223 zur Erzeugung eines kryptographischen schlüsselabhängigen Hash-Wertes für das ausführbare Programm die Data-Encryption-Standard[Datenverschlüsselungs-Standard] (DES) – Cipher-Block-Chaining[Chiffren-Blockverkettung] (CBC).
3 veranschaulicht die zur Erzeugung eines schlüsselabhängigen Hash-Wertes für das ausführbare Programm von der Berechnungseinheit 222 und der Verschlüsselungseinheit 223 unternommenen Schritte bei Verwendung von CBC. Die Verkettung verwendet einen Rückkopplungsmechanismus. Die Ergebnisse der Verschlüsselung vorheriger Blöcke werden in die Verschlüsselung des aktuellen Blocks zurückgeführt. Mit anderen Worten, der vorherige Block wird zur Modifikation der Verschlüsselung des nächsten Blocks verwendet. Jeder Schlüsseltext- bzw. Geheimtextblock ist sowohl von dem ihn erzeugenden Klartextblock als auch den vorhergehenden Klartextblöcken abhängig. In CBC wird der Klartext vor der Verschlüsselung mit dem vorhergehenden Geheimtextblock XOR[Exklusiv-Oder] – verknüpft.
In diesem Beispiel empfängt die Codierungseinheit 210 eine, ein ausführbares Programm mit einer Größe von 24 Bytes enthaltende Datei. Der Signaturgenerator 221 trennt die 24-Byte-Datei in drei 8-Byte-Abschnitte auf. Die ersten 8 Bytes des Klartextes werden in Block 301 als P1 dargestellt. P1 wird mit einem in der Berechnungseinheit 222 gespeicherten Initiierungsvektor (IV) XOR-verknüpft. Dies ergibt ein erstes Produkt. Der Initiierungsvektor ist eine Funktion eines ersten zusammengesetzten Schlüssels, dem ein Satz von dem ausführbaren Programm zuzuweisenden Zugriffsrechten zugeordnet ist. Nachdem P1 mit IV XOR-verknüpft ist, führt die Verschlüsselungseinheit 223 unter Verwendung eines zweiten zusammengesetzten Schlüssels einen schlüsselabhängigen Verschlüsselungsalgorithmus an dem ersten Produkt durch. Dies ergibt ein verschlüsseltes erstes Produkt C₁. Der schlüsselabhängige Verschlüsselungsalgorithmus kann einer von einer Auswahl von verschiedenen schlüsselabhängigen Verschlüsselungsalgorithmen sein, die irgendeinen der vorher aufgelisteten schlüsselabhängigen Verschlüsselungsalgorithmen umfasst. Die Berechnungseinheit 222 verknüpft das verschlüsselte erste Produkt mit dem als P2 dargestellten zweiten 8-Byte-Abschnitt XOR, um ein zweites 8-Byte-Produkt als Resultat zu haben. Die Verschlüsselungseinheit 223 führt unter Verwendung des zweiten zusammengesetzten Schlüssels einen schlüsselabhängigen Verschlüsselungsalgorithmus an dem zweiten Produkt durch. Dies ergibt ein verschlüsseltes zweites Produkt C₂. Die Berechnungseinheit 222 verknüpft das verschlüsselte zweite Produkt mit dem dritten 8-Byte-Abschnitt XOR, um ein drittes 8-Byte-Produkt als Resultat zu haben. Die Verschlüsselungseinheit 223 führt unter Verwendung des zweiten zusammengesetzten Schlüssels einen schlüsselabhängigen Verschlüsselungsalgorithmus an dem dritten Produkt durch. Dies ergibt ein drittes verschlüsseltes Produkt, C₃, das als eine Signatur des ausführbaren Programms verwendet wird.
Die Signaturerzeugungseinheit 221 erzeugt eine Signatur des ausführbaren Programms, die eine Funktion aller Zeichen in der Datei ist. Wenn das ausführbare Programm modifiziert wird, würde man auf diese Weise durch eine Neuberechnung des kryptographischen schlüsselabhängigen Hash-Wertes und den Vergleich des neuberechneten Wertes mit der ursprünglichen Signatur zur Erfassung der Modifikation im Stande sein.
Die Verschlüsselungseinheit 230 bewirkt durch die Durchführung eines Verschlüsselungsalgorithmus unter Verwendung der vom schlüsselabhängigen kryptographischen Hash-Algorithmus erzeugten Signatur als Schlüssel ein Verschlüsseln des ausführbaren Programms. Dies ergibt ein verschlüsseltes ausführbares Abbild. Die Verschlüsselung des ausführbaren Programms stellt eine zusätzliche Schutzebene bereit, um einen nicht autorisierten Dritten am Lesen des ausführbaren Programms zu hindern. von der Verschlüsselungseinheit 230 kann irgendeine Auswahl von Verschlüsselungsalgorithmen verwendet werden. Sowohl das verschlüsselte ausführbare Abbild als auch die Signatur werden als eine Datei zur Ausführung an ein Computersystem gesendet.
4 veranschaulicht eine Blockdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Zugriffs-Controllers der vorliegenden Erfindung. Die Zugriffs-Steuerungs-Einheit 400 weist eine Speichereinheit 410, eine Separierungseinheit 420, eine Entschlüsselungseinheit 430, eine Identifikationseinheit 440, eine Signaturerzeugungseinheit 450, eine Überprüfungseinheit 460 und eine Rechtezuweisungseinheit 470 auf.
Die Speichereinheit 410 empfängt einen, ein verschlüsseltes ausführbares Abbild und eine Signaturkomponente aufweisenden Datenblock. Die Speichereinheit 410 kann eine DRAM-Einrichtung, eine SRAM-Einrichtung oder andere Speichereinrichtungen aufweisen. Die Speichereinheit 410 verwendet einen Zeiger, um dem Computersystem zu indizieren, ob die gespeicherte Datei ein ausführbares Abbild oder ein ausführbares Programm ist. Der Zeiger indiziert dem Computersystem, dass die Speichereinheit 410 als temporärer Speicher verwendet wird, wenn die gespeicherte Datei ein ausführbares Abbild ist. Der Zeiger indiziert dem Computersystem die Verwendung der Speichereinheit 410 als Ausführungsstelle, wenn die Datei ein ausführbares Programm ist.
Die Separierungseinheit 420 ist mit der Speichereinheit 410 gekoppelt. Die Separierungseinheit 420 empfängt den Datenblock von der Speichereinheit 410 und separiert das verschlüsselte ausführbare Abbild von der Signaturkomponente. Dies gestattet der Zugriffs-Steuerungs-Einheit 400 die getrennte Verarbeitung des verschlüsselten ausführbaren Abbildes und der Signaturkomponente.
Die Entschlüsselungseinheit 430 ist mit der Separierungseinheit 420 und der Speichereinheit 410 gekoppelt. Die Entschlüsselungseinheit 430 empfängt das verschlüsselte ausführbare Abbild in Geheimtextform und die Signaturkomponente von der Separierungseinheit 420. Die Entschlüsselungseinheit 430 entschlüsselt unter Verwendung der Signaturkomponente als Entschlüsselungsschlüssel das verschlüsselte ausführbare Abbild. Die Entschlüsselungseinheit 430 wandelt das verschlüsselte ausführbare Abbild in ein entschlüsseltes ausführbares Programm um.
Die Identifikationseinheit 440 ist mit der Entschlüsselungseinheit 430 und der Speichereinheit 410 gekoppelt. Die Identifikationseinheit 440 empfängt das ausführbare Programm von der Entschlüsselungseinheit 430. Die Identifikationseinheit 440 liest eine Identifikationsmarkierung im ausführbaren Programm und erhält die Identität eines entsprechenden zusammengesetzten Schlüssels, der der Identifikationsmarkierung zugewiesen wird. Dieser zusammengesetzte Schlüssel ist üblicherweise der gleiche Schlüssel, der von der Signaturerzeugungseinheit 221 zur Erzeugung des schlüsselabhängigen Hash-Wertes des ausführbaren Programms verwendet wird. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthält der Identifi kationsprozessor 440 eine Nachschlagtabelle, die verschiedene Identifikationsmarkierungen mit verschiedenen zusammengesetzten Schlüsseln abgleicht. Dem zusammengesetzten Schlüssel sind bestimmte Zugriffsrechte zugeordnet, die dem ausführbaren Programm gewährt werden.
Die Signaturerzeugungseinheit 450 ist mit der Identifikationseinheit 440 und der Speichereinheit 410 gekoppelt. Die Signaturerzeugungseinheit 450 empfängt die Identität des der Identifikationsmarkierung des ausführbaren Programms zugewiesenen, zusammengesetzten Schlüssels. Die Signaturerzeugungseinheit 450 bewirkt eine Berechnung eines kryptographischen schlüsselabhängigen Hash-Wertes des entschlüsselten ausführbaren Programms, das von der Identifikationseinheit 440 unter Verwendung der Identität des von der Identifikationseinheit 440 empfangenen, zusammengesetzten Schlüssels empfangen wurde. Die Signaturerzeugungseinheit 450 speichert eine Mehrzahl von Schlüsseln, denen spezielle Zugriffsrechte auf das Computersystem zugewiesen sind. Diese Schlüssel leiten eine Mehrzahl zusammengesetzter Schlüssel ab, die zur Codierung und Decodierung ausführbarer Programme und entschlüsselter ausführbarer Programme verwendet werden.
Die Überprüfungseinheit 460 ist mit der Signaturerzeugungseinheit 450 und der Speichereinheit 410 gekoppelt. Die Vergleichseinheit 460 empfängt die Signaturkomponente des ausführbaren Abbildes von der Speichereinheit 410 und den schlüsselabhängigen Hash-Wert des entschlüsselten ausführbaren Programms von der Signaturerzeugungseinheit 450. Die Überprüfungseinheit 460 vergleicht den schlüsselabhängigen Hash-Wert des entschlüsselten ausführbaren Programms mit der Signaturkomponente des ausführbaren Abbildes. Wenn beide gleich sind, gestattet die Überprüfungseinheit 460 dem entschlüsselten ausführbaren Programm die Ausführung durch das Computersystem. Wenn beide nicht gleich sind, erkennt die Überprüfungseinheit 460, dass das ausführbare Abbild modifiziert wurde und nicht durch das Computersystem ausgeführt werden sollte.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung empfängt die Signaturerzeugungseinheit 450 nicht die Identität eines zur Berechnung einer schlüsselabhängigen Hash-Funktion des entschlüsselten ausführbaren Programms verwendeten, zusammengesetzten Schlüssels. Stattdessen berechnet die Signaturerzeugungseinheit 450 unter Verwendung zusammengesetzter Schlüssel, die durch Permutationen von in der Signaturerzeugungseinheit 450 gespeicherten Schlüsseln abgeleitet werden, verschiedene schlüsselabhängige Hash-Werte des entschlüsselten ausführbaren Programms. Diese schlüsselabhängigen Hash-Werte werden von der Überprüfungseinheit 460 empfangen, die bestimmt, ob irgendeiner der schlüsselabhängigen Hash-Werte mit der ursprünglichen Signaturkomponente übereinstimmt. Wenn es eine Übereinstimmung zwischen der Signaturkomponente des ausführbaren Abbildes und irgendeinem der berechneten, schlüsselabhängigen Hash-Werte des entschlüsselten ausführbaren Programms gibt, gestattet die Überprüfungseinheit 460 in gleicher Weise dem entschlüsselten ausführbaren Programm die Ausführung durch das Computersystem. Wenn es keine Übereinstimmungen gibt, erkennt die Überprüfungseinheit 460, dass das ausführbare Abbild modifiziert wurde und nicht durch das Computersystem ausgeführt werden sollte.
Die Rechtezuweisungseinheit 470 ist mit der Überprüfungseinheit 460 und der Speichereinheit 410 gekoppelt. Die Rechtezuweisungseinheit 470 empfängt die Identität des zur Berechnung des mit der Signaturkomponente des ausführbaren Abbildes übereinstimmenden, schlüsselabhängigen Hash-Wertes verwendeten, zusammengesetzten Schlüssels. Wenn die Rechtezuweisungseinheit 470 ein die Ausführung des entschlüsselten, ausführbaren Programms durch das Computersystem indizierendes Signal von der Überprüfungseinheit 460 empfängt, bewirkt die Rechte zuweisungseinheit 470 eine Zuweisung der dem Programm verfügbaren Rechte durch die Identifizierung der Rechte, die den zur Berechnung des übereinstimmenden schlüsselabhängigen Hash-Wertes verwendeten, speziellen zusammengesetzten Schlüsseln zugeordnet wurden. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Rechtezuweisungseinheit 470 eine Nachschlagtabelle enthalten, die verschiedene zusammengesetzte Schlüssel mit verschiedenen Ebenen von Zugriffsrechten abgleicht. Nachdem die Rechtezuweisungseinheit 470 dem entschlüsselten ausführbaren Programm die entsprechenden Rechte zugewiesen hat, verschiebt die Rechtezuweisungseinheit 470 den Zeiger in der Speichereinheit 410, um dem Computersystem zu indizieren, dass die Speichereinheit 410 als Ausführungsstelle verwendet wird. Das Computersystem wird erkennen, dass die Speichereinheit 410 ein ausführbares Programm enthält, und wird zur Ausführung des ausführbaren Programms fortsetzen.
5 veranschaulicht in einer Blockdarstellungsform ein typisches Computersystem eines vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Das Computersystem weist einen Bus 500, einen Mikroprozessor 510, einen Speicher 520, eine Datenspeichereinrichtung 530, einen Tastatur-Controller 540 und einen Anzeigeeinrichtungs-Controller 550 auf.
Der Mikroprozessor 510 kann ein Complex-Instruction-Set-Computing(CISC) – Mikroprozessor, ein Reduced-Instruction-Set-Computing(RISC) – Mikroprozessor oder eine andere Prozessoreinrichtung sein. Der Mikroprozessor führt im Speicher 520 gespeicherte Befehle oder Code aus und führt Operationen an im Speicher 520 gespeicherten Daten durch. Das Computersystem 500 weist ferner eine mit dem Bus 515 gekoppelte Datenspeichereinrichtung 530 auf, wie zum Beispiel ein Festplatten-, ein Disketten- oder ein optisches Laufwerk. Der Anzeigeeinrichtungs-Controller 550 ist auch mit dem Bus 515 gekoppelt. Der Anzeigeeinrichtungs-Controller 550 gestattet die Koppelung einer Anzeigeeinrichtung mit dem Computersystem. Der Tastatur-Controller 540 gestattet die Koppelung einer Tastatur mit dem Computersystem und überträgt Signale von einer Tastatur zum Computersystem.
Der Speicher 520 ist mit dem Mikroprozessor 510 über den Bus 500 gekoppelt. Der Speicher 520 kann ein dynamischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff (DRAM), ein statischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff (SRAM) oder eine andere Speichereinrichtung sein. Der Speicher 520 kann durch den Prozessor 510 ausführbare Befehle oder Code speichern, die Bestandteil von Anwendungsprogrammen, Programmen des Betriebssystems oder anderen Computerprogrammen sind. Der Speicher 520 weist ein Speicherungsmodul 521, ein Separationsmodul 522, ein Entschlüsselungsmodul 523, ein Identifikationsmodul 524, ein Signaturerzeugungsmodul 525, ein Überprüfungsmodul 526 und ein Rechtezuweisungsmodul 527 auf. Das Speicherungsmodul 521 weist eine erste Mehrzahl von durch den Prozessor ausführbaren Befehlen auf, die durch den Prozessor 510 in der in 7 gezeigten Art und Weise ausgeführt werden. Das Speicherungsmodul führt Funktionen durch, die denen der Speichereinheit 410 in 4 ähnlich sind. Das Separationsmodul 522 weist eine zweite Mehrzahl von durch den Prozessor ausführbaren Befehlen auf, die durch den Prozessor 510 in der in 7 gezeigten Art und Weise ausgeführt werden. Das Separationsmodul 522 führt Funktionen durch, die denen der Separierungseinheit 420 in 4 ähnlich sind. Das Entschlüsselungsmodul 523 weist eine dritte Mehrzahl von durch den Prozessor ausführbaren Befehlen auf, die durch den Prozessor 510 in der in 7 gezeigten Art und Weise ausgeführt werden. Das Entschlüsselungsmodul 523 führt Funktionen durch, die denen der Entschlüsselungseinheit 430 in 4 ähnlich sind. Das Identifikationsmodul 524 weist eine vierte Mehrzahl von durch den Prozessor ausführbaren Befehlen auf, die durch den Prozessor 510 in der in 7 gezeigten Art und Weise ausgeführt werden. Das Identifikationsmodul 524 funktioniert ähnlich der Identifikationseinheit 440 in 4. Das Signaturerzeugungsmodul 525 weist eine fünfte Mehrzahl von durch den Prozessor ausführbaren Befehlen auf, die durch den Prozessor 510 in der in 7 gezeigten Art und Weise ausgeführt werden. Das Signaturerzeugungsmodul 525 führt Funktionen durch, die denen der Signaturerzeugungseinheit 450 in 4 ähnlich sind. Das Überprüfungsmodul 526 weist eine sechste Mehrzahl von durch den Prozessor ausführbaren Befehlen auf, die durch den Prozessor 510 in der in 7 gezeigten Art und Weise ausgeführt werden. Das Überprüfungsmodul 526 führt Funktionen durch, die denen der Überprüfungseinheit 460 in 4 ähnlich sind. Die Rechtezuweisungseinheit 527 weist eine siebte Mehrzahl von durch den Prozessor ausführbaren Befehlen auf, die durch den Prozessor 510 in der in 7 gezeigten Art und Weise ausgeführt werden. Das Rechtezuweisungsmodul 527 funktioniert ähnlich der Rechtezuweisungseinheit 470 in 4.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Codierung eines von einem Computersystem auszuführenden, ausführbaren Programms veranschaulicht. Zuerst wird ein ausführbares Programm empfangen, wie in Block 601 gezeigt. Als Nächstes wird ein zusammengesetzter Schlüssel empfangen, der dem ausführbaren Programm zuzuweisende, zugeordnete Rechte definiert, wie in Block 602 gezeigt.
Es wird ein schlüsselabhängiger kryptographischer Hash-Algorithmus an dem ausführbaren Programm durchgeführt. Der verwendete zusammengesetzte Schlüssel kann entweder ein privater symmetrischer Schlüssel oder ein öffentlicher asymmetrischer Schlüssel sein. Dies ergibt einen verschlüsselten schlüsselabhängigen Hash-Wert, der als eine Signatur oder Fingerabdruck für das ausführbare Programm dient. Dies ist in Block 603 gezeigt.
Als Nächstes wird das ausführbare Programm unter Verwendung des verschlüsselten schlüsselabhängigen Hash-Wertes als Schlüssel verschlüsselt. Dies ergibt ein ausführbares Abbild. Dies ist in Block 604 gezeigt. Nachdem das ausführbare Programm zu einem ausführbaren Abbild verschlüsselt ist, werden sowohl das ausführbare Abbild als auch die Signaturkomponente zur Verarbeitung und Ausführung an ein Computersystem gesendet: Dies ist in Block 605 gezeigt.
7 zeigt ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Zugriffssteuerung in einem Computersystem veranschaulicht. Zuerst wird ein, eine Signaturkomponente und ein ausführbares Abbild aufweisender Datenblock empfangen, wie in Block 701 gezeigt. Es wird die Signaturkomponente vom ausführbaren Abbild separiert, wie in Block 702 gezeigt. Es wird das ausführbare Abbild unter Verwendung der Signaturkomponente als Schlüssel entschlüsselt. Dies ergibt ein entschlüsseltes ausführbares Programm. Dies ist in Block 703 gezeigt.
Als Nächstes wird eine Identifikationsmarkierung im entschlüsselten ausführbaren Programm lokalisiert, wie in Block 704 gezeigt. Es wird ein, der Identifikationsmarkierung zugeordneter, zusammengesetzter Schlüssel identifiziert. Dies ist in Block 705 gezeigt. Es wird ein schlüsselabhängiger kryptographischer Hash-Wert des entschlüsselten ausführbaren Programms unter Verwendung des der Identifikationsmarkierung zugeordneten, zusammengesetzten Schlüssels berechnet, wie in Block 706 gezeigt. Als Nächstes wird durch einen Vergleich der Signaturkomponente im Datenblock mit dem berechneten schlüsselabhängigen kryptographischen Hash-Wert für das entschlüsselte ausführbare Programm die Quelle des Datenblocks und, ob der Block modifiziert wurde, überprüft. Dies ist in Block 707 gezeigt. Das entschlüsselte ausführbare Programm wird nicht ausgeführt, wenn die Signaturkomponente im Datenblock nicht mit dem berechneten schlüsselabhängigen kryptographischen Hash-Wert übereinstimmt. Dies ist in Block 708 gezeigt. Wenn die Signaturkomponente im Datenblock mit dem berechneten schlüsselabhängigen kryptographischen Hash-Wert übereinstimmt, werden dem entschlüsselten ausführbaren Programm die entsprechenden Rechte zugewiesen, wie sie durch den zusammengesetzten Schlüssel identifiziert sind. Dies ist in Block 709 gezeigt. Zum Schluss wird das entschlüsselte ausführbare Programm ausgeführt, wie in Block 710 gezeigt.

Claims

Ein computer-implementiertes Verfahren zum Erzeugen eines codierten ausführbaren Abbilds eines ausführbaren Programms, umfassend: Durchführen einer kryptografischen schlüsselabhängigen Hash-Funktion an dem ausführbaren Programm, so daß eine Signaturkomponente erzeugt wird, unter Verwendung eines ersten Schlüssels, der einen zugehörigen Satz von Zugriffsrechten aufweist, die dem ausführbaren Programm zugewiesen sind; und Durchführen eines Verschlüsselungsalgorithmus an dem ausführbaren Programm unter Verwendung der Signaturkomponente als einem zweiten Schlüssel.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Durchführen der kryptografischen schlüsselabhängigen Hash-Funktion ein Durchführen eines Data-Encryption-Standard-Chiffreblockverkettungsalgorithmus umfaßt.
Ein Verfahren zur Zugriffskontrolle, umfassend: Separieren einer Signaturkomponente aus einem verschlüsselten ausführbaren Abbild eines ersten ausführbaren Programms in einem Datenblock; Entschlüsseln des ausführbaren Abbilds in ein zweites ausführbares Programm unter Verwendung der Signaturkomponente; Berechnen eines kryptografischen schlüsselabhängigen Hash-Werts des ausführbaren Programms unter Verwendung eines Schlüssels, der einen zugehörigen Satz von Zugriffsrechten aufweist, die dem zweiten ausführbaren Programm zugewiesen sind; Überprüfen einer Quelle des Datenblocks, indem die Signaturkomponente mit dem kryptografischen schlüsselabhängigen Hash-Wert verglichen wird.
Das Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend: Auffinden einer Identifikationsmarke in dem zweiten ausführbaren Programm; und Nachschlagen des Schlüssels, der der Identifikationsmarke entspricht, um den kryptografischen schlüsselabhängigen Hash-Wert des zweiten ausführbaren Programms zu berechnen.
Das Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend ein Zuweisen von Rechten an das zweite ausführbare Programm in Übereinstimmung mit den dem Schlüssel zugeordneten Rechten.
Eine Einrichtung zum Codieren eines ausführbaren Programms, aufweisend: eine Signaturerzeugungseinheit, die eine kryptografische schlüsselabhängige Hash-Funktion an einem ausführbaren Programm zum Erzeugen einer Signaturkomponente durchführt unter Verwendung eines ersten Schlüssels, der einen zugeordneten Satz von Zugriffsrechten aufweist, die dem ausführbaren Programm zugewiesen sind; und eine mit der Signaturerzeugungseinheit gekoppelte erste Verschlüsselungseinheit, die das ausführbare Programm unter Verwendung der Signaturkomponente als zweiten Schlüssel verschlüsselt.
Die Einrichtung nach Anspruch 6, wobei die Signaturerzeugungseinheit ferner eine Berechnungseinheit und eine zweite Verschlüsselungseinheit aufweist, die einen Data-Encryption-Standard-Chiffreblockverkettungsalgorithmus durchführt.
Ein Zugriffs-Controller, aufweisend: eine Separierungseinheit, die eine aus der Durchführung einer schlüsselabhängigen Hash-Funktion an einem ersten ausführbaren Programm abgeleitete Signaturkomponente von einem schlüsselabhängigen ausführbaren Abbild des ersten ausführbaren Programms in einem Block Daten separiert; eine mit der Separierungseinheit gekoppelte Entschlüsselungseinheit, die das schlüsselabhängigen ausführbare Abbild in ein zweites ausführbares Programm mit der Signaturkomponente entschlüsselt; eine Signaturerzeugungseinheit, die mit der Entschlüsselungseinheit gekoppelt ist und die einen kryptografischen schlüsselabhängigen Hash-Wert des zweiten ausführbaren Programms unter Verwendung eines Schlüssels berechnet; und eine mit der Signaturerzeugungseinheit gekoppelte Überprüfungseinheit, die den kryptografischen schlüsselabhängigen Hash-Wert mit der Signaturkomponente vergleicht.
Der Zugriffs-Controller nach Anspruch 8, wobei die Signaturerzeugungseinheit ferner eine Schlüsselspeicherkomponente aufweist, die den von der Signaturerzeugungseinheit verwendeten Schlüssel speichert.
Der Zugriffs-Controller nach Anspruch 8, ferner aufweisend eine mit der Entschlüsselungseinheit gekoppelte Identifikationseinheit, die den für eine Identifikationsmarke in dem zweiten ausführbaren Programm bestimmten Schlüssel zur Berechnung des kryptografischen Hash-Werts des zweiten ausführbaren Programms identifiziert.
Der Zugriffs-Controller nach Anspruch 8, ferner aufweisend eine mit der Signaturerzeugungseinheit gekoppelte Rechtezuweisungseinheit, die Rechte an das zweite ausführbare Programm in Übereinstimmung mit dem Schlüssel zugeordneten Rechten zuweist.
Ein Computersystem, aufweisend: einen Bus; einen mit dem Bus gekoppelten Speicher; und den Zugriffs-Controller nach Anspruch 8.