网络安全教程：TPM、fTPM 和 dTPM 之间的区别

数字安全是一个正在突飞猛进的领域。 以及诸如 TPM、fTPM 或 dTPM 开始变得普遍，尤其是随着 操作系统 如 Windows 11 这使得它们必不可少。 面对如此多的缩写和选项，感到迷茫是正常的。，这就是为什么本文旨在作为一份全面的指南，阐明每种解决方案的差异、优点和缺点，并揭穿与这些安全模块相关的最常见的误解。

今天我将带您深入了解 TPM 世界。涵盖了微软这款备受追捧的芯片的真正含义、工作原理、变体、实际使用案例、兼容性影响、漏洞以及行业趋势等方方面面。轻松找到最适合您的设备和需求的安全方案。

TPM 是什么？它有什么用途？

TPM 代表可信平台模块。，指提供以下安全功能的芯片（物理或虚拟）的浮夸名称： 硬件. 其主要目的是存储和管理加密密钥，以便即使有人物理访问您的计算机，它们也能受到保护。.

在实践层面TPM 充当数据保险库：它存储最敏感的信息，例如密码、证书、加密密钥或生物特征数据，并且只允许按照一系列严格的协议访问它们， 始终与处理器直接通信。这样一来，未经授权访问这些数据就变得不可能（或非常困难），即使黑客设法访问操作系统或物理窃取存储驱动器。 存储.

另外， TPM 是 引导 保险 （安全启动）和 BitLocker 等加密系统，因为它会在启动计算机之前验证系统和磁盘的完整性，从而防止执行 恶意软件 或操纵关键文件。

自 2016 年以来，许多制造商已将 TPM 芯片集成到其主板中，并且从 Windows 11 开始，需要与 2.0 版本兼容，这给使用旧电脑的用户带来了困难。

TPM 的主要类型：独立、固件、集成和其他

TPM 世界并不局限于单一类型的实现事实上，有不同的版本和方式来集成该模块，每个版本和方式都是针对不同的使用、安全性和兼容性场景而设计的。

• 离散 TPM (dTPM)：这是一个独立的物理芯片，焊接在计算机的主板上。 它是最安全的解决方案，因为它的加密资源是独有的，并且更能抵抗物理攻击。.
• 固件 TPM (fTPM)： 在这种情况下， TPM 是 CPU 或芯片组固件的一部分它不需要单独的物理芯片；而是在安全的处理器环境中以软件形式实现功能。这种方式成本更低，也更容易分发，尽管存在一些安全方面的细微差别。
• 集成TPM：它将专用硬件与芯片组或 SoC 中的逻辑集成混合在一起，这在消费设备中不太常见。
• 软件 TPM 和虚拟机管理程序：安全性较低的实现，在虚拟化环境或测试中更有用。

dTPM 和 fTPM 之间的根本区别 它在于模块的位置和隔离：第一个是防篡改的物理芯片，第二个是虚拟的，依赖于CPU及其固件的安全性。

TPM 1.2 与 TPM 2.0：演进与兼容性

在版本领域，TPM 2.0 是当前标准，也是 Windows 11 唯一支持的标准，而 TPM 1.2 则仅限于较旧的计算机和 Windows 10 之前的系统。

TPM 2.0 扩展了加密支持：支持已成为行业标准的现代算法（例如 SHA-256、ECC、AES-128），并摒弃了 SHA-1 等过时的算法。此外， TPM 2.0 在密钥管理中引入了差异化的层次结构、更大的灵活性以及改进的授权选项。如果您有一台现代计算机，那么您几乎肯定拥有 TPM 2.0，无论是独立形式还是固件形式。

TPM 的工作原理：如何保护您的计算机

TPM 充当 在系统启动并允许访问加密信息之前，它会验证系统的完整性。它干预了几个关键的安全流程：

• 安全启动 （安全启动）：防止计算机加载被操纵的系统或驱动程序。
• 全盘加密 （BitLocker）：存储解密数据所需的密钥，使得磁盘的物理盗窃变得无效。
• 证书和密码的安全存储：保护生物特征凭证、登录凭证和私钥。
• 设备认证：允许您通过操作系统或网络检查设备是否处于安全状态。

Windows 和其他系统的大部分现代安全性 依赖于正确配置和运行的 TPM。

什么是 fTPM？它是如何工作的？

fTPM（固件 TPM） 是一个 技术革新旨在简化安装并降低成本。其逻辑通常在主 CPU 内运行，而不是依赖于单独的芯片，从而利用安全的执行环境（例如 英特尔 PTT 或 AMD 平台安全处理器）。

例如： AMD fTPM 通过 PSP 安全处理器驻留在 CPU 本身中而 英特尔 PTT（平台信任技术） 它通过使用兼容的技术来实现同样的效果，让整个安全环境在微处理器本身内运行。

fTPM 的优点：

• 降低成本：由于不需要额外的硬件，制造商可以提供 TPM 支持，而不会增加设备成本。
• 激活简单: : 通常从 BIOS/UEFI 启用它就足够了。
• 持续演进：通过固件更新进行更新改进，更加容易应对漏洞。

fTPM 的缺点：

• 系统相关存储：它没有专用的物理内存，使用系统自带的内存。
• 固件攻击漏洞：如果 CPU 软件受到损害，隔离性可能会被削弱。
• 在某些密集负载下的性能：使用共享资源时，在非常苛刻的情况下，您可能会遇到速度变慢的情况。

实际上，fTPM 提供了 Windows 11 所需的大多数安全功能以及家庭和商业用户所需的大部分安全功能，尽管在关键环境中专用 dTPM 仍然是首选。

DTPM：离散TPM及其优势

dTPM（离散 TPM）是经典且最强大的安全系统它由集成在主板上的独立物理芯片组成，用于处理所有加密任务和安全密钥存储。 为了更好地理解它的工作原理.

dTPM 的主要特点：

• 完全物理隔离：这可以防止物理和逻辑攻击，因为它不与 CPU 或操作系统共享资源。
• 抵抗操纵许多 dTPM 都经过 FIPS 认证并具有防篡改机制。
• 业务可靠性：它是安全优先的环境的首选方案：关键基础设施、公共管理、拥有敏感数据的公司。

dTPM的缺点：

• 成本较高且对硬件的依赖性较高：价格上涨，并且需要安装特定的芯片或至少兼容的主板。
• 更新灵活性较低: : 这更多地取决于制造商的补丁或改进。

与 fTPM 的主要区别在于 dTPM 完全控制您的内存、逻辑和存储资源，而不依赖于系统的整体安全性。.

详细比较：fTPM 与 dTPM

选择其中一个取决于多种因素：

出现	fTPM（固件 TPM）	dTPM（离散 TPM）
位置	在 CPU 固件中（软件/SoC 安全）	主板上独立的物理芯片
考斯特	更经济（无需额外硬件）	更昂贵（需要专用芯片）
易于激活	可从 BIOS/UEFI 轻松激活	需要兼容硬件或额外安装
抵抗物理攻击	中等（取决于 CPU/固件）	高（专用物理和逻辑保护）
安全认证	不太常见	频繁（FIPS、TCG 等）
压力下的表现	可能会出现减速	一致的性能
更新	通过固件轻松实现	更依赖硬件

对于家庭用户或中小企业正确配置的 fTPM 绰绰有余。如果您管理极其敏感的信息，dTPM 将是您的得力助手。

AMD fTPM 和 Intel PTT 之间的功能差异

在TPM固件领域， AMD和英特尔已经开发了自己的解决方案 它们符合相同的标准，但集成形式不同。 了解这些差异如何影响安全性.

• 超微TPM：使用 PSP（平台安全处理器）作为所有 TPM 任务的安全区域。 您的密钥仍然与 AMD 硬件绑定.
• 英特尔 PTT：使用管理引擎创建安全环境。 为整个芯片组（而不仅仅是 CPU）提供控制和保护.

主要的实际区别在于隔离级别： 英特尔寻求扩大全球覆盖范围 （包括 BIOS 和其他设备），而 AMD 将保护集中到 CPU 中客观上来说，两者都没有更好的，尽管根据制造商的不同，可能会出现兼容性或密钥管理问题。

如何知道您的计算机是否具有 TPM 以及其版本

检查计算机上 TPM 的存在和版本非常容易。 并且可以通过多种方式实现：

• 运行命令 tpm.msc 从 Windows 开始菜单中。如果没有出现该芯片，或者您看到“未找到兼容的 TPM”，则表示您的计算机没有该芯片。
• En PowerShell的，写道 获取-tpm 并检查字段 Tpm存在如果显示“False”，则表示您没有 TPM。
• 访问 BIOS/UEFI 并查看安全选项。在这里，您可以启用/禁用 TPM 和安全启动。

记得：许多现代主板在出厂时就禁用了 TPM，需要手动重新启用。

TPM 的用例和实际应用

TPM 远不止安全启动 或磁盘加密。其最常见的应用包括：

• 密钥和凭证的集中管理 在公司里。
• 生物特征数据的安全存储，例如指纹和面部识别。
• 硬件防篡改保护：可以检测到是否有人试图物理改变设备。
• 用于手机、平板电脑和联网汽车: : 受益于 TPM 的不仅仅是 PC。

TPM 中的风险、漏洞和威胁管理

没有完美的技术 fTPM 和 dTPM 都可能受到特定漏洞的影响。一些最常见的挑战包括：

• 侧信道攻击：通过分析电力消耗或电磁辐射，可以从芯片中提取敏感信息的先进技术。
• 固件故障: : 错误的更新或部署错误可能会给攻击者打开大门。
• fTPM 中的共享内存问题：在某些 AMD CPU 上，使用 SPI 闪存会导致挂起和卡顿，尽管这个问题已通过 BIOS 更新得到解决。

使固件保持最新 监控制造商发布的安全补丁对于最大限度地降低风险至关重要。

TPM技术的现状及未来

TPM正在全面扩展 其在虚拟化等领域的作用越来越重要， IoT 或云计算。短期内，我们将看到：

• 在联网设备中更具影响力，不仅在PC上，还扩展到智能手机、平板电脑和智能汽车上。
• 与新加密技术的集成，适应量子算法和其他新兴范式。
• 更新安全策略的自动化和自我管理 在公司和公共行政部门。

制造商还致力于使 TPM 的使用对最终用户越来越透明，从而促进稳健而简单的实施。

操作系统的兼容性和支持

Windows 10 和 11 是充分利用 TPM 的系统。，但它们并不是唯一的。分布 Linux 现代（Ubuntu、RHEL）和专业环境也受支持，尽管它们可能需要一些内核调整或预先配置。

• Windows 11 需要工厂激活的 TPM 2.0 才能安装。
• Windows 10 建议这样做，但更为宽容。
• Linux 需要最新的内核版本；某些实现可能需要手动更改 TPM 设置。

越来越多的系统和设备依赖这些技术来提供安全可靠的环境。 了解如何在 Microsoft Edge 中管理数字证书.

清晰地了解 TPM、fTPM 和 dTPM 之间的区别，是保护您的设备并确保根据您的需求提供强大的安全性的关键。对于家庭用户来说，fTPM 可能就足够了，而在对安全性要求较高的环境中，dTPM 是更佳的选择。在这两种情况下，集成更安全、更易于管理的解决方案已成为一种趋势，而这些解决方案在现代技术中也日益普及。