SYSTEMD-MEASURE(1) systemd-measure SYSTEMD-MEASURE(1)

systemd-measure - Erwartete TPM2-PCR-Werte für gestartete vereinigte Kernelabbilder vorberechnen und signieren

ÜBERSICHT

/usr/lib/systemd/systemd-measure [OPTIONEN…]

Hinweis: Dieser Befehl ist derzeit experimentell. Obwohl er wahrscheinlich eine reguläre Komponente von Systemd wird, könnte er sich im Verhalten und der Schnittstelle noch verändern.

systemd-measure ist ein Werkzeug, das zum Vorabberechnen und Signieren der erwarteten TPM2-PCR-11-Werte verwandt werden kann, der beobachtet werden kann, wenn ein Vereinigtes Kernel-Abbild (UKI)[1], das auf systemd-stub(7) basiert, gestartet wird. Es akzeptiert Pfade zu der ELF-Kernelabbilddatei, der Initrd-Abbilddatei, der Devicetree-Datei, der Kernelbefehlszeile, der os-release(5)-Datei, der Systemstart-Bild-Datei und der Datei mit dem öffentlichen TPM2-PCR-PEM-Schlüssel, die zusammen das vereinigte Kernelabbild darstellen, und bestimmt die PCR-Werte, die nach dem Systemstart des Abbildes erwartet werden. Die Berechnung beginnt mit dem mit Null initialisierten PCR 11 und wird kompatibel zur Vorgehensweise von Systemd-stub beim Systemstart durchgeführt. Das Ergebnis kann optional kryptographisch signiert werden, um TPM2-Richtlinien zu erlauben, die nur entsperrt werden können, falls eine bestimmte Gruppe von Kerneln gestartet wird, für die eine solche PCR-Signatur bereitgestellt werden kann.

Normalerweise ist es nicht sinnvoll, dieses Werkzeug beim Erstellen eines UKI direkt aufzurufen. Stattdessen sollte ukify(1) verwandt werden; es wird systemd-measure aufrufen und sich um das Einbetten der resultierenden Messungen in die UKI kümmern.

Die folgenden Befehle werden verstanden:

status

Dies ist der Vorgabebefehl, falls keiner angegeben ist. Er fragt die TPM2 PCR-Werte 11+12+13 des Systems ab und zeigt sie an. Die Daten werden in einem ähnlichen Format wie beim nachfolgenden Befehl calculate geschrieben und können dazu verwandt werden, schnell die Erwartungen mit der Realität abzugleichen.

calculate

Berechnet die erwarteten Werte, die in PCR-Register 11 nach dem Hochfahren des vereinigten Kernelabbildes, das aus den mit --linux=, --osrel=, --cmdline=, --initrd=, --splash=, --dtb=, --sbat=, --pcrpkey= angegeben Komponenten bestehen wird (siehe nachfolgend), gesehen werden. Nur --linux= ist verpflichtend. (Geben Sie alternativ --current an, um die aktuellen Werte aus PCR-Register 11 zu verwenden.)

sign

Wie bei dem Befehl calculate wird der erwartete Wert, der nach dem Starten eines vereinigten Kernelabbildes in TPM2-PCR-Register 11 gesehene Wert, vorberechnet. Dann wird der entstandene Wert kryptographisch mit dem asymetrischen Schlüsselpaar (RSA), das über --private-key= und --public-key= konfiguriert ist, signiert. Dies schreibt ein JSON-Objekt in die Standardausgabe, das die Signaturen für alle angegebenen PCR-Bänke enthält (siehe nachfolgend --bank=). Dies kann zum Entsperren verschlüsselter Zugangsberechtigungen (siehe systemd-creds(1)) oder LUKS-Datenträger (siehe systemd-cryptsetup@.service(8)) verwandt werden. Dies ermöglicht das Binden von Geheimnissen an eine Gruppe von Kerneln, für die solche PCR-11-Signaturen bereitgestellt werden können.

Beachten Sie, dass ein TPM2-Gerät verfügbar sein muss, damit das Signieren stattfinden kann, obwohl das Ergebnis nicht mit einem TPM2-Gerät oder seinen Zustand verknüpft ist.

Die folgenden Optionen werden verstanden:

--linux=PFAD, --osrel=PFAD, --cmdline=PFAD, --initrd=PFAD, --splash=PFAD, --dtb=PFAD, --sbat=PFAD, --pcrpkey=PFAD

Wird das mit dem Unterbefehl calculate oder sign verwandt, konfiguriert es die Dateien, aus der die Komponenten des vereinigten Kernelabbildes gelesen werden. Jede Option entspricht dem gleich benannten Abschnitt in der PE-Datei des vereinigten Kernels. Der Schalter --linux= erwartet den Pfad zu der ELF-Kerneldatei, die der vereinigte PE-Kernel umschließen wird. Alle Schalter außer --linux= sind optional. Jede Option darf höchstens einmal verwandt werden.

--current

Wird das mit dem Unterbefehl calculate oder sign verwandt, akzeptiert es die derzeit im System wirksamen PCR-11-Werte (die typischerweise die Hashes des aktuell gestarteten Kernels widerspiegeln sollten). Dies kann anstelle von --linux= und den anderen, oben aufgeführten Schaltern verwandt werden.

--bank=HASH

Steuert die PCR-Bänke, für die PCR-Werte vorabberechnet werden sollen – im Falle des Aufrufs von calculate oder sign – oder die Bänke, die in der Ausgabe status angezeigt werden sollen. Kann mehrfach verwandt werden, um mehrere Bänke anzugeben. Falls nicht angegeben, ist die Vorgabe die vier Bänke »sha1«, »sha256«, »sha384«, »sha512«.

--private-key=PFAD, --public-key=PFAD

Diese Schalter akzeptieren Pfade auf PEM-kodierte RSA-Schlüsseldateien, zur Verwendung mit dem Befehl sign.

Beachten Sie die Unterschiede zwischen den Schaltern --pcrpkey= und --public-key=. Ersterer wählt die Daten, die im PE-Abschnitt ».pcrpkey« des vereinigten Kernelabbildes aufgenommen werden sollen, während letzterer den öffentlichen Schlüssel des Schlüsselpaars aufnimmt, der zum Signieren des entstehenden PCR-11-Wertes verwandt wird. Ersterer ist der Schlüssel, den das gestartete System wahrscheinlich zum Sperren der Verschlüsselung von Platten und Zugangsberechtigungen verwenden wird, während letzterer der Schlüssel ist, der zum erneuten Entsperren solcher Ressourcen verwandt wird. Daher sollte typischerweise in beiden Fällen der gleiche PEM-Schlüssel bereitgestellt werden.

Falls der --public-key= nicht, aber --private-key= angegeben ist, wird der öffentliche Schlüssel automatisch vom privaten Schlüssel abgeleitet.

--tpm2-device=PFAD

Steuert das zu verwendende TPM2-Gerät. Erwartet einen Geräteknotenpfad, der sich auf einen TPM2-Chip bezieht (z.B. /dev/tpmrm0). Alternativ kann der besondere Wert »auto« angegeben werden, um den Geräteknoten eines geeigneten TPM2-Gerätes (von dem es genau einen geben darf) automatisch zu bestimmen. Der besondere Wert »list« kann verwandt werden, um alle geeigneten, derzeit ermittelten TPM2-Geräte aufzuzählen.

--phase=PHASE

Steuert, für welche Systemstartphasen der erwartete PCR-11-Wert berechnet werden soll. Dies akzeptiert eine Reihe von Zeichenketten, getrennt durch Doppelpunkte, die die »Pfade« zum Eintritt einer bestimmten Phase des Systemstartprozesses kodieren. Jede der angegebenen Zeichenketten wird durch systemd-pcrphase-initrd.service und systemd-pcrphase.service(8) in PCR 11 während verschiedener Meilensteine des Systemstartprozesses gemessen. Dieser Schalter kann mehrfach angegeben werden, um die PCR-Werte für mehrere Systemstartphasen auf einmal zu berechnen. Falls nicht verwandt ist die Vorgabe »enter-initrd«, »enter-initrd:leave-initrd«, »enter-initrd:leave-initrd:sysinit«, »enter-initrd:leave-initrd:sysinit:ready«, d.h. es werden die erwarteten PCR-Werte für die Systemstartphase in die Initrd, während des frühen Systemstarts, während des späten Systemstarts und während der Systemlaufzeit berechnet, aber die Phasen vor der Initrd oder beim Herunterfahren ausgeschlossen. Diese Einstellung wird von calculate und sign berücksichtigt. Bei der Verwendung mit letzterem ist sie besonders zur Erstellung von PCR-Signaturen nützlich, die nur zum Entsperren von Ressourcen während bestimmter Teile des Systemstartprozesses verwandt werden können.

Weitere Details zu PCR-Systemstartphasen finde Sie in systemd-pcrphase.service(8).

--append=PFAD

Bei der Erstellung einer PCR-JSON-Signatur (über den Befehl sign) wird diese mit einer vorher erstellten PCR-JSON-Signatur kombiniert und als eine ausgegeben. Der angegebene Pfad muss sich auf eine normale Datei beziehen, die ein gültiges PCR-JSON-Signaturobjekt enthält. Die angegebene Datei wird nicht verändert. Sie wird zuerst gelesen und dann wird die frisch erstellte Signatur daran angehängt und das daraus enstandene Objekt wird in die Standardausgabe geschrieben. Verwenden Sie dies, um ein einzelnes JSON-Objekt zu erstellen, das aus Signaturen besteht, die mit einer Reihe von Signaturschlüsseln erstellt wurden (beispielsweise um einen Schlüssel pro Systemstartphase zu haben). Der Befehl wird Duplikate unterdrücken: Falls eine bestimmte Signatur bereits in dem JSON-Signaturobjekt enthalten ist, wird sie nicht erneut hinzugefügt.

--json=MODUS

Zeigt die Ausgabe als JSON formatiert. Erwartet entweder »short« (für die kürzest mögliche Ausgabe ohne unnötigen Leerraum oder Zeilenumbrüche), »pretty« (für eine schönere Version der gleichen Ausgabe, mit Einzügen und Zeilenumbrüchen) oder »off« (um die standardmäßig aktivierte JSON-Ausgabe auszuschalten).

--no-pager

Leitet die Ausgabe nicht an ein Textanzeigeprogramm weiter.

-h, --help

Zeigt einen kurzen Hilfetext an und beendet das Programm.

--version

Zeigt eine kurze Versionszeichenkette an und beendet das Programm.

Beispiel 1. Ein vereinigtes Kernelabbild erstellen und den erwarteten TPM-PCR-11-Wert berechnen

$ ukify --output=vmlinux.efi \

--os-release=@os-release.txt \
--cmdline=@cmdline.txt \
--splash=splash.bmp \
--devicetree=devicetree.dtb \
--measure \
vmlinux initrd.cpio 11:sha1=d775a7b4482450ac77e03ee19bda90bd792d6ec7 11:sha256=bc6170f9ce28eb051ab465cd62be8cf63985276766cf9faf527ffefb66f45651 11:sha384=1cf67dff4757e61e5...7f49ad720be02fd07263e1f93061243aec599d1ee4b4 11:sha512=8e79acd3ddbbc8282...0c3e8ec0c714821032038f525f744960bcd082d937da

ukify(1) ruft systemd-measure auf. Die Ausgabe mit Hashes stammt von systemd-measure.

Beispiel 2. Ein asymetrisches Schlüsselpaar, ein vereinigtes Kernelabbild und eine TPM-PCR-11-Signatur dafür erstellen und die Signatur und den öffentlichen Schlüssel in das Abbild einbetten

$ openssl genpkey -algorithm RSA -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048 -out tpm2-pcr-private.pem
..+.+++++++++......+.........+......+.......+....+.....+.+...+..........
$ openssl rsa -pubout -in tpm2-pcr-private.pem -out tpm2-pcr-public.pem
# systemd-measure sign \

--linux=vmlinux \
--osrel=os-release.txt \
--cmdline=cmdline.txt \
--initrd=initrd.cpio \
--splash=splash.bmp \
--dtb=devicetree.dtb \
--pcrpkey=tpm2-pcr-public.pem \
--bank=sha1 \
--bank=sha256 \
--private-key=tpm2-pcr-private.pem \
--public-key=tpm2-pcr-public.pem >tpm2-pcr-signature.json # ukify --output=vmlinuz.efi \
--os-release=@os-release.txt \
--cmdline=@cmdline.txt \
--splash=splash.bmp \
--devicetree=devicetree.dtb \
--pcr-private-key=tpm2-pcr-private.pem \
--pcr-public-key=tpm2-pcr-public.pem \
--pcr-banks=sha1,sha256 \
vmlinux initrd.cpio

Später registrieren Sie die signierte PCR-Richtlinie bei einem LUKS-Datenträger:

# systemd-cryptenroll --tpm2-device=auto \

--tpm2-public-key=tpm2-pcr-public.pem \
--tpm2-signature=tpm2-pcr-signature.json \
/dev/sda5

Und dann entsperren Sie das Gerät mit der Signatur:

# /usr/lib/systemd/systemd-cryptsetup attach \

datentrager5 /dev/sda5 - \
tpm2-device=auto,tpm2-signature=/Pfad/zur/tpm2-pcr-signature.json

Beachten Sie, dass nach dem Systemstart des vereinigten Kernelabbildes vmlinux.efi die Signatur und der öffentliche Schlüssel an Orten abgelegt werden, unter denen systemd-cryptenroll und systemd-cryptsetup danach sucht und daher diese Pfade tatsächlich nicht angegeben werden müssen.

Beispiel 3. Einbeziehen eines zweiten öffentlichen Schlüssels, der die gleichen Kernel-PCR-Messungen signiert, aber nur für die Initrd-Systemstartphase

Dieses Beispiel erweitert das vorherige, aber jetzt wird ein zweiter Signaturschlüssel einbezogen, der nur zum Signieren von PCR-Richtlinien eingeschränkt auf die Initrd-Systemstartphase verwandt wird. Damit können Wurzeldatenträger so verschlüsselt werden, dass sie nur vor dem Übergang auf das System des Rechners geöffnet werden können. Daher gibt es zwei Klassen von Geheimnissen oder Zugangsberechtigungen: eine, die während der gesamten Laufzeit geöffnet werden können und eine andere, die nur in der Initrd verwandt werden kann.

$ openssl genpkey -algorithm RSA -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048 -out tpm2-pcr-private.pem
.+........+.+........+.......+...+...+........+....+......+..+..........
$ openssl rsa -pubout -in tpm2-pcr-private.pem -out tpm2-pcr-public.pem
$ openssl genpkey -algorithm RSA -pkeyopt rsa_keygen_bits:2048 -out tpm2-pcr-initrd-private.pem
..+.......++........+........+......+........+....+.....+.+..+..........
$ openssl rsa -pubout -in tpm2-pcr-initrd-private.pem -out tpm2-pcr-initrd-public.pem
# ukify --output vmlinux-1.2.3.efi \

--os-release=@os-release.txt \
--cmdline=@cmdline.txt \
--splash=splash.bmp \
--devicetree=devicetree.dtb \
--pcr-private-key=tpm2-pcr-private.pem \
--pcr-public-key=tpm2-pcr-public.pem \
--phases=enter-initrd,enter-initrd:leave-initrd,enter-initrd:leave-initrd:sysinit,enter-initrd:leave-initrd:sysinit:ready \
--pcr-banks=sha1,sha256 \
--pcr-private-key=tpm2-pcr-initrd-private.pem \
--pcr-public-key=tpm2-pcr-initrd-public.pem \
--phases=enter-initrd \
vmlinux-1.2.3 initrd.cpio \
--uname=1.2.3 + /usr/lib/systemd/systemd-measure sign --linux=vmlinux-1.2.3 \ --osrel=os-release.txt --cmdline=cmdline.txt --dtb=devicetree.dtb \ --splash=splash.bmp --initrd=initrd.cpio --bank=sha1 --bank=sha256 \ --private-key=tpm2-pcr-private.pem --public-key=tpm2-pcr-public.pem \ --phase=enter-initrd --phase=enter-initrd:leave-initrd \ --phase=enter-initrd:leave-initrd:sysinit \ --phase=enter-initrd:leave-initrd:sysinit:ready + /usr/lib/systemd/systemd-measure sign --linux=vmlinux-1.2.3 \ --osrel=os-release.txt --cmdline=cmdline.txt --dtb=devicetree.dtb \ --splash=splash.bmp --initrd=initrd.cpio --bank=sha1 --bank=sha256 \ --private-key=tpm2-pcr-initrd-private.pem \ --public-key=tpm2-pcr-initrd-public.pem \ --phase=enter-initrd Wrote unsigned vmlinux-1.2.3.efi

ukify(1) gibt beide Aufrufe von systemd-measure als informative Ausgabe aus (die mit »+« beginnenden Zeilen); dies ermöglicht es, zu erkennen, wie systemd-measure aufgerufen wird. Es verbindet die Ausgabe beider Aufrufe in dem Abschnitt ».pcrsig«. systemd-measure kann mittels der Option --append= dieses Zusammenführen auch selbständig durchführen.

Beachten Sie, dass in diesem Beispiel der PE-Abschnitt von ».pcrpkey« den durch die erste Option --pcr-private-key= festgelegten Schlüssel enthält, der sämtliche Systemstartphasen abdeckt. Der Abschnitt ».pcrpkey« wird in den Standardrichtlinien von systemd-cryptenroll und systemd-creds verwandt. Um die strengere, an tpm-pcr-initrd-public.pem gebundene Richtlinie zu verwenden, geben Sie --tpm2-public-key= auf der Befehlszeile der Werkzeuge an.

Bei Erfolg wird 0 zurückgegeben, anderenfalls ein Fehlercode ungleich Null.

systemd(1), systemd-stub(7), ukify(1), systemd-creds(1), systemd-cryptsetup@.service(8), systemd-pcrphase.service(8)

1.
Vereinigtes Kernelabbild (UKI)

ÜBERSETZUNG

Die deutsche Übersetzung dieser Handbuchseite wurde von Helge Kreutzmann <debian@helgefjell.de> erstellt.

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