FPT_TRC TOE内TSF数据复制的一致性检测
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发布时间:2025-07-06 11:52:56 更新时间:2025-07-05 11:52:56
点击:0
作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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在信息安全评估领域,尤其是在依据通用准则(Common Criteria, CC)进行的评估中,FPT_TRC类要求关注的是评估对象(TOE)内部或TOE与其授权用户之间可信路径/可信信道的提供。当聚焦于“TOE内TSF数据的一致性检测”时,核心在于验证TOE安全功能(TSF)数据在其内部不同组件或存储位置间进行、传输或同步的过程中,是否能够始终保持数据的完整性、准确性和一致性。这种检测是确保TOE安全策略得以正确实施、安全状态不发生意外偏离的关键环节。数据在过程中若出现不一致(如位翻转、数据丢失、时序错乱、完整性破坏等),可能直接导致安全功能的失效,进而引发严重的安全漏洞。因此,对该过程进行严格、可重复的一致性检测至关重要。
FPT_TRC TOE内TSF数据的一致性检测主要涵盖以下关键项目:
1. 数据传输机制可靠性: 检测用于在TOE内部组件(如不同安全域、处理器核心、内存区域、存储设备)之间传输/TSF数据的机制(如DMA、总线协议、IPC机制、内部网络、存储子系统功能)的固有可靠性和抗干扰能力。
2. 数据完整性验证: 在数据操作的前后,验证源数据和目标数据的位级一致性。确保过程未引入任何未授权的修改、添加或删除。
3. 时序一致性: 对于涉及状态机、日志记录、审计数据或需要严格顺序的TSF数据,检测操作是否保持了正确的时序关系,确保因果一致性和操作的逻辑顺序不被破坏。
4. 原子性与事务完整性: 检测复杂的操作(尤其是涉及多个数据项的更新)是否具备原子性(要么全部成功,要么全部失败回滚),避免出现部分更新的不一致状态。
5. 容错与错误处理: 检测在过程中遇到硬件错误(如ECC校验失败、总线错误)、软件错误或资源限制(如缓冲区溢出)时,系统是否能有效检测错误、防止数据损坏传播、进行安全处理(如中止操作、记录错误、恢复状态)并保持系统安全状态。
6. 过程中的安全防护: 验证在数据过程中,相关的安全属性(如机密性、访问控制)是否得到维持,防止非授权访问或篡改。
7. 同步机制有效性: 验证用于协调多个并发操作(如果存在)的同步机制(如锁、信号量)是否能有效防止竞争条件导致的数据不一致。
执行此类深度检测通常需要结合多种专业仪器和分析工具:
1. 协议分析仪: 用于捕获和分析TOE内部总线(如PCIe, AXI, AHB, SPI, I2C)或互连网络上的数据包,检查传输过程中数据的原始形态、时序和可能的错误。
2. 逻辑分析仪: 用于捕获数字信号线上的逻辑电平变化,分析特定控制信号和数据线的时序关系,辅助诊断硬件层面的故障。
3. 时间戳分析仪/高精度计时器: 用于精确测量操作的执行时间、延迟和时序抖动,验证时序一致性要求。
4. 内存/寄存器调试探针/JTAG调试器: 用于在系统运行时直接读取、写入或监控TSF数据在内存、缓存或特定寄存器中的值,进行源端和目的端的即时比对。
5. 软件调试与跟踪工具: 利用TOE固件/操作系统提供的调试接口或硬件调试支持(如ARM CoreSight, Intel PT),设置断点、单步执行、捕获函数调用栈、记录内存访问和变量值变化,深入分析过程的软件逻辑。
6. 故障注入工具: 硬件层面可通过探针注入电气干扰(如电压毛刺、时钟抖动);软件层面可模拟内存错误、总线错误、资源耗尽等场景,测试过程的容错能力和错误处理机制。
7. 渗透测试工具/模糊测试(Fuzzing)框架: 用于生成异常的或随机的输入或干扰信号,尝试破坏过程的一致性,发现潜在的漏洞。
8. 日志与审计分析系统: 分析TOE自身生成的关于操作的审计日志,检查其记录的完整性和一致性。
检测方法需系统性地设计,通常结合以下多种技术:
1. 标准功能验证: 设计并执行测试用例,模拟正常的TSF数据操作(如安全策略更新传播、证书链分发、审计日志备份、安全上下文切换时的寄存器保存/恢复),使用调试工具、日志分析和内存比对来验证结果的一致性。
2. 差分分析: 在操作前后,对源数据和目标数据进行精确的逐位或逐字段比较(checksum, hash如SHA-256, 内存镜像比对)。
3. 边界值与压力测试: 测试极大、极小、边界值数据的情况;在高负载、高并发场景下进行操作,观测一致性是否被破坏。
4. 故障注入测试: 使用故障注入工具,在操作的关键时间点或路径上人为引入错误(位翻转、延迟、信号中断等),观察系统行为: * 是否能检测到错误? * 是否阻止了错误数据的传播和使用? * 是否触发了预期的错误处理和安全恢复机制? * 安全状态是否得以维持?
5. 模糊测试(Fuzzing): 对接口(如果暴露)或过程依赖的底层协议/数据结构,输入大量随机、畸形或结构异常的数据,尝试触发不一致或崩溃。
6. 竞态条件测试: 设计测试场景,让多个操作或访问操作并发执行,尝试制造竞态条件,检查同步机制的有效性。
7. 静态与动态代码分析: 审查实现功能的源代码或反汇编代码,查找潜在的逻辑错误、缓冲区溢出风险、缺乏同步等问题。动态分析结合运行时监控。
8. 形式化方法(如适用): 对关键的协议或算法进行形式化建模和验证,证明其在所有可能条件下都能保持一致性。
FPT_TRC TOE内TSF数据的一致性检测的核心依据是通用准则(CC)及相关解释文档:
1. 通用准则(ISO/IEC 15408): * FPT_TRC类 (Trusted Path/Channels): 这是最直接相关的保障类。特别是其下的子类: * FPT_TRC.1 内部TSF数据的一致性: 明确要求“TSF应在TOE的不同部分间用户数据或TSF数据时,维护用户数据或TSF数据的一致性”。评估者需验证开发者提供的证据(设计文档、测试文档、分析报告)是否满足该子类的要求。 * FPT_TRC.2 TSF间用户数据的一致性 (如适用): 如果涉及TOE与其他可信IT产品间的数据,此子类也相关。 * FPT_TDC类 (TSF Data Consistency): 也可能相关,它更广泛地要求TSF确保其内部数据的一致性和完整性。
2. 保护轮廓(PP)/安全目标(ST): 具体的检测要求、严格程度和范围,最终由待评估TOE所声明的PP或ST中关于FPT_TRC.1 (或其他相关SFRs) 的具体细化要求决定。这些文档会定义特定的一致性要求(如最大可容忍的延迟、必须保持的属性、可接受的错误率等)。
3. 评估保证级(EAL)要求: 选定的EAL等级决定了所需证据的深度和广度。更高等级的EAL通常要求更严格的分析(如形式化化模型、更详尽的测试覆盖分析)和更独立的测试。
4. 行业/领域特定标准: 在某些行业(如汽车电子ISO 21434, 航空DO-326A/ED-202A, 金融PCI DSS),可能还有额外的数据完整性和安全传输要求。
5. 最佳实践: 依据成熟的测试方法论(如ISTQB, OWASP Testing Guide中关于数据验证的原则)和行业公认的可靠性、安全性设计原则。
检测的最终判定标准是:TOE的设计和实现,是否在开发者声称的安全环境下,能够始终满足其ST/PP中规定的FPT_TRC.1(及其他相关)安全功能要求,特别是确保TSF数据在内部过程中的一致性,并有充分的证据(测试结果、分析报告)支持这一结论。
证书编号:241520345370
证书编号:CNAS L22006
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