일반기술

신뢰기반 모바일 플랫폼용 모바일 TPM 설계 기술

AntOS로 명명한 Firmware는 STPM 칩의 운영 체제 및 TPM 명령어 처리 기능을 위해 필수적인 요소이다. AntOS는 TPM 칩 H/W 디바이스 드라이버와 TPM 칩 운영체제를 기반으로 한 STPM 명령어 처리 프로그램을 포함한다. TPM 칩 H/W 디바이스 드라이버와 칩 운영 프로그램은 TPM 칩에 적용된 CPU, 메모리, I/O, 암호모듈, 센서 모듈 등 H/W 디바이스를 기반으로 구성되어 있으며, TPM 명령어 처리 프로그램은 이들 H/W 의존부를 이용하여 TPM 칩으로 전달된 TPM 명령어에 대해 처리하는 기능을 한다. 특히, TPM 명령어 처리 프로그램은 모바일 플랫폼 상에서 최적화 되어 설계 되었으며, TPM v1.2 규격과 MTM v1.0 규격을 준수한다. 또한, 구현한 TPM 명령어 처리 프로그램은 TCG Compliance & Interoperability Test Plan에 기반한 호환성 시험에서 모두 통과함을 확인하였다. Test suites는 Compliance와 Interoperability testing을 위한 표준 testing 환경을 제공한다. 즉 개발된 TPM이 TCG에서 정의한 규격에 따라 동작하고 Compliance와 Interoperability를 준수하는지 확인하기 위해 Test suite를 사용한다. 본 연구팀은 compliance test plan에 정의된 test case에 맞추어 MPWG 내의 test 프로그램을 확장, 개발하여 현재 모바일 TPM상에 구현된 TPM 명령 및 MTM 명령어 57개를 테스트하는데 적용하였으며, 구현된 명령어가 표준에 맞게 동작함을 검증하였다. 표준에서 아직 확정되지 않은 명령들에 대해서는 표준 규격을 분석하고, 자체 정의하여 테스트를 진행하였다. ①Tampering 방지용 Sensor 기술 Tamper proof용 센서회로는 플랫폼 내부의 중요 정보를 불법적으로 획득하기 위해서 플랫폼에 인가되는 전압과 주파수 등의 전기적 특성과 온도와 같이 구동 환경을 강제로 변화시켜 플랫폼이 비정상적으로 동작하도록 하여 의도하지 않은 비밀 정보를 유출하는 경우를 방지하고, 플랫폼이 외부 요인에 의해 오동작 할 수 있는 위험성을 방지하기 위한 장치로써, 개인 정보를 안전하게 보호하기 위한 보호 장치의 가장 기본적인 장치이다. ②난수발생장치 설계 기술 난수발생장치(RNG: Random Number Generator)는 암호 프로세서에서 시스템의 암복화를 실현하는데, 필수적인 요소이다. 본 연구원에서는 저전력, 저면적, 고속의 TRNG 설계하고 제작하여 그 기능과 성능을 검증하였다. 해당 기술의 연구에 의하여 개발된 TRNG는 경우에 따라서 스트림 random비트의 속도를 제어할 수 있다. ③모바일 TPM용 저전력 암호회로 기술 본 연구원에서는 모바일 플랫폼에 적용 가능한 저전력이면서 고성능 핵심 암호회로를 설계하여 성능과 기능 검증을 마쳤으며, 설계된 암호회로는 현재 상용으로 판매되는 TPM 칩에서 제공하는 성능보다 더 우수한 성능을 나타내고 있다. ④EEPROM 제어회로 설계 기술 본 연구원에서는 모바일 플랫폼에 사용되는 메모리 영역의 효율적인 접근과 데이터 활용을 위한 전용 제어회로를 설계하여 적용하였다. ⑤TPM칩 구동을 위한 OS 및 명령어 처리 기술 본 연구원에서는 모바일 플랫폼에 최적화한 운영체제와 명령어 처리 프로그램의로 구성된 AntOS를 설계, 개발하여 성능을 검증하였다. 개발된 AntOS는 TCG 그룹에서 진행하는 표준 규격인 TPM v1.2 규격과 MTM v1.0 규격을 준수하며, 명령어 처리 프로그램은 TCG Compliance & Interoperability Test Plan에 기반한 호환성 시험을 모두 통과하도록 설계되었다. ⑥Chip 설계 및 칩 test bench 관련 본 연구원에서는 제작된 모바일 플랫폼용 TPM 칩이 제작 과정에서의 전기적인 오류 유무를 파악하기 위하여 기본적으로 Boundary scan 테스트를 위한 test vector를 지원하고, 기능적인 기능을 테스트 하기 위한 self test code를 내장하여 테스트에 걸리는 시간을 최소화 하였다.<기술이전목적>플랫폼의 Tampering 방지용 센서회로 설계 기술 확보 하드웨어에 기반한 True 난수생성기 설계 기술 및 random성 테스트 기술 확보 모바일 TPM의 핵심 모듈인 RSA, SHA-1, HMAC 암호회로의 저전력 설계 기술 확보 난수생성기를 사용한 소수 생성 기술 및 테스트 기술 확보 난수생성기를 활용한 랜덤 키 생성 기술 확보 중요 데이터의 안전한 저장을 위한 메모리 controller 설계 기술 확보 모바일 TPM을 위한 최적화된 운영프로그램 설계 기술 확보 TCG의 TPM 명령과 호환 가능한 명령어 처리 기술의 최적화 기술 확보 통합 TPM 칩 설계 기술 확보 통합 TPM 칩을 위한 test bench 설계 기술 확보 모바일 TPM을 위한 핵심 기술에 대한 지적재산권의 사전 확보를 통한 시장 선점<활용방안 및 기대성과>①모바일 단말의 기능 서비스 향상에 따른 민감 데이터 저장 공간의 증대, 인터넷, 전자상거래 융합 서비스 증대 등으로 인한 모바일 플랫폼의 보안 및 신뢰성 향상 요구를 충족②모바일 플랫폼의 표준에서 요구하는 신뢰성 제공 기능을 만족하는 필수 기술로써, 기술 확보시 시장 선점에 따른 이익 창출 가능 ③모바일 플랫폼의 핵심 요소기술인 암호회로 기술을 지원하므로, 저전력 저면적인 모바일 플랫폼과 저전력 임베디드 시스템 등에 범용적으로 활용 가능④기술적으로 개발이 어려운 TRNG 기술의 확보함으로써, 높은 security level의 난수 발생기를 요구하는 각종 하드웨어 기반의 암호프로세서에 활용가능. 저전력, 저면적, 고속 램덤 비트, 등을 제공하므로, 스마트 카드, TPM 등 광범위한 보안 칩에 활용⑤하드웨어 기반의 TRNG 기술의 경우, 수입 대체에 따른 경제적 이익 외에 기술적 독립성 확보 가능⑥모바일 TPM용 운영 프로그램의 최적화 기술을 확보하여, 다른 저전력 임베디드 시스템에 직접 활용 가능한 RTOS 기술로의 확장 가능 ⑦표준 동향을 반영하여 개발된 모바일 TPM의 test suite 기술의 확보는 표준 결정과 함께 바로 시장에 진출할 수 있으므로 시장 선점에 우위 확보 가능 ⑧모바일 플랫폼을 위한 TPM의 국내 최초 칩 셋 기술 확보로 인증 및 보안 서비스의 향상 및 민감 데이터의 안전한 저장 및 관리 가능⑨칩 셋 자체의 상품화 및 모바일 단말기용 부품으로 활용 가능한 상용 제품화 가능 ⑩2006년 기준 국내 업체의 세계 휴대폰 시장 점유율은 18%, 182만대 생산되고 있으며, 이를 기준으로 모바일 TPM 당 1~2달러의 수익이 예상되므로 182만~362만 달러의 경제적 효과가 예상