3. TPM2.0 核心数据结构：从结构体到密钥封存
聊 TPM 密钥封存，绕不开几个核心数据结构。说白了，TPM 就是靠这些结构体来组织密钥的。我刚开始接触 TPM2.0 时，对着规范看了半天，满眼都是 TPM2B、TPMI、TPMT 这些前缀，说实话有点懵。后来在项目里踩过几次坑，才真正理解它们的设计意图。
这一节，我们就把四个最核心的结构掰开揉碎讲清楚。你理解透它们，密钥封存的底层逻辑就通了八成。
3.1 TPM2B：可变长度缓冲区
TPM2B 是 TPM2.0 里最基础的结构。它用来承载可变长度的数据，比如密钥字节、哈希值、证书等。为什么叫 2B？因为它包含两个基本字段：size 和 buffer。
核心定义（C语言风格）：
typedef struct {
UINT16 size; // buffer 中有效数据的字节数
BYTE buffer[sizeof(TPM2B_MAX)]; // 实际数据，最大长度由具体类型决定
} TPM2B;嗯，这里要注意：size 字段是 2 字节（UINT16），所以最大能表示 65535 字节。但具体到不同用途，TPM 规范会限制更小的最大值。比如 TPM2B_PUBLIC_KEY_RSA 的 buffer 最大就是 256 字节（2048 位 RSA）。
我个人习惯把 TPM2B 理解为「带长度前缀的字节数组」。这种设计在 TPM 命令交互中非常关键——TPM 设备需要知道每次传输的数据有多长，否则无法正确解析。
避坑指南： 我曾经在解析 TPM2B 时直接读取 buffer 的全部 512 字节，结果把未初始化的内存也传给了上层应用。记住：永远用 size 字段决定有效数据长度，不要假设 buffer 有多大。
3.2 TPMI_ALG_IDENTIFIER：算法标识符
TPMI_ALG_IDENTIFIER 本质上是一个 UINT16 枚举值。它告诉 TPM：「我要用哪种算法」。RSA、ECC、AES、SHA256……每种算法都有唯一 ID。
你想想看，TPM 怎么知道你要生成的是 RSA 密钥还是 ECC 密钥？就是靠这个标识符。它出现在密钥模板、命令参数、响应数据中，几乎无处不在。
| 算法标识符 | 值（十六进制） | 说明 |
|---|---|---|
| TPM_ALG_RSA | 0x0001 | RSA 算法 |
| TPM_ALG_ECC | 0x0023 | 椭圆曲线算法 |
| TPM_ALG_AES | 0x0006 | AES 对称加密 |
| TPM_ALG_SHA256 | 0x000B | SHA-256 哈希 |
| TPM_ALG_HMAC | 0x0005 | HMAC 消息认证码 |
为什么单独拎出来讲？因为很多初学者在构造密钥模板时，把算法标识符填错了位置，导致 TPM 返回错误码。我建议你每次使用前，都对照规范确认一下枚举值。
3.3 TPMT_PUBLIC：公钥结构
这是密钥封存的核心结构。TPMT_PUBLIC 描述了密钥的公开属性，包括算法类型、密钥用途、认证策略等。TPM 用它来验证密钥的合法性，并决定密钥能做什么操作。
结构体骨架：
typedef struct {
TPMI_ALG_PUBLIC type; // 算法类型（RSA/ECC/Symmetric）
TPMI_ALG_HASH nameAlg; // 用于计算密钥名称的哈希算法
TPMA_OBJECT objectAttributes; // 密钥属性位掩码
TPM2B_DIGEST authPolicy; // 认证策略（可选）
TPMU_PUBLIC_PARMS parameters; // 算法参数（如 RSA 密钥长度、ECC 曲线）
TPMU_PUBLIC_ID unique; // 公钥唯一标识（实际公钥数据）
} TPMT_PUBLIC;这里我重点讲两个字段：
- objectAttributes：这是一个 32 位的位掩码。比如
fixedTPM位表示该密钥是否绑定到当前 TPM 芯片；sign位表示能否用于签名。我见过有人把decrypt和sign同时置位，结果密钥既不能加密也不能签名——因为 TPM 要求某些属性互斥。 - authPolicy：这是策略会话的哈希值。如果设置了策略，那么使用密钥前必须通过策略验证。这是实现高级访问控制的基础。
重要提醒： TPMT_PUBLIC 是公开信息，可以被任何人读取。但一旦密钥被加载到 TPM 中，修改 public 部分会导致密钥名称变化，进而使密钥无法使用。所以，密钥模板必须在创建时确定，不可事后篡改。
3.4 TPMT_SENSITIVE：私钥结构
私钥结构是 TPM 中最敏感的部分。它包含密钥的实际私密数据，比如 RSA 私钥指数、ECC 私钥标量。TPM 保证这部分数据永远不会以明文形式离开芯片（除非你明确要求导出）。
结构体骨架：
typedef struct {
TPMI_ALG_PUBLIC type; // 算法类型，必须与 TPMT_PUBLIC.type 一致
TPM2B_AUTH authValue; // 密钥的授权值（密码或 HMAC 密钥）
TPM2B_DIGEST seedValue; // 用于派生密钥的种子（可选）
TPMU_SENSITIVE_COMP sensitive; // 实际私钥数据（RSA 私钥、ECC 私钥等）
} TPMT_SENSITIVE;这里有个关键点：authValue。它并不是密钥的「密码」，而是用于授权使用密钥的认证数据。在密钥封存场景中，authValue 通常为空（全零），因为我们会用父密钥的层次结构来保护子密钥。
我记得有一次，项目里需要把外部生成的私钥导入 TPM。当时我直接填充了 TPMT_SENSITIVE 的 sensitive 字段，却忘了设置正确的 authValue。结果 TPM 拒绝加载，返回错误码 TPM_RC_AUTH_FAIL。后来查规范才发现，即使 authValue 为空，也必须显式设置长度为 0 的 TPM2B_AUTH。
3.5 结构关系总览
这四个结构不是孤立的。它们共同构成了 TPM 密钥的完整描述。我画了一张图，帮你理清它们之间的关系：
从图中你可以看到：TPM2B 和 TPMI_ALG_IDENTIFIER 是基础构建块，它们被组合进 TPMT_PUBLIC 和 TPMT_SENSITIVE 中。而这两个结构，再加上一个运行时句柄，就构成了 TPM 中完整的密钥对象。
3.6 实战：构造一个封存密钥模板
光说不练假把式。我们来看一个实际例子：如何构造一个用于封存的 RSA-2048 密钥模板。
// 1. 定义算法标识符
TPMI_ALG_PUBLIC type = TPM_ALG_RSA;
TPMI_ALG_HASH nameAlg = TPM_ALG_SHA256;
// 2. 设置密钥属性
TPMA_OBJECT attributes = 0;
attributes |= TPMA_OBJECT_fixedTPM; // 绑定到本 TPM
attributes |= TPMA_OBJECT_fixedParent; // 绑定到父密钥
attributes |= TPMA_OBJECT_sensitiveDataOrigin; // 私钥在 TPM 内部生成
attributes |= TPMA_OBJECT_userWithAuth; // 需要用户授权
attributes |= TPMA_OBJECT_decrypt; // 可用于解密
attributes |= TPMA_OBJECT_noDA; // 不启用字典攻击保护
// 3. 设置 RSA 参数
TPMT_PUBLIC public = {0};
public.type = type;
public.nameAlg = nameAlg;
public.objectAttributes = attributes;
public.parameters.rsaDetail.keyBits = 2048;
public.parameters.rsaDetail.exponent = 0; // 使用默认指数 65537
public.parameters.rsaDetail.scheme.scheme = TPM_ALG_NULL; // 不限制填充方案
// 4. unique 字段留空（由 TPM 生成时填充）
public.unique.rsa.size = 0;
// 5. 私钥部分：authValue 为空
TPMT_SENSITIVE sensitive = {0};
sensitive.type = type;
sensitive.authValue.size = 0;
// sensitive.sensitive 由 TPM 内部生成个人经验： 我建议你在构造模板时，先把 objectAttributes 的每一位含义列出来，逐位确认。我曾经因为漏设 fixedParent 位，导致密钥在迁移父密钥后无法加载——TPM 认为密钥被篡改了。这种问题排查起来非常痛苦。
3.7 小结
这一节我们拆解了 TPM2.0 的四个核心数据结构。TPM2B 是数据容器，TPMI 是算法标签，TPMT_PUBLIC 是公开描述，TPMT_SENSITIVE 是私密核心。它们组合在一起，就构成了 TPM 密钥的完整生命周期基础。