嵌入式系统可信虚拟化技术的研究与应用

嵌入式系统在生活中的应用日益广泛,传统的安全增强手段已无法有效应对各种安全问题,增强嵌入式系统的安全性成为目前亟需解决的问题。为提高嵌入式系统及其应用程序的安全性,结合嵌入式系统的虚拟化技术与可信计算技术,设计并实现基于虚拟TCM的可信计算平台框架,实现了虚拟TCM和基于虚拟TCM的可信增强技术,提出并实现了一个基于虚拟TCM的会话认证方法,将信任链从硬件操作系统层扩展到了虚拟域的应用软件层。实验结果表明,虚拟TCM与物理TCM相结合能够有效保证嵌入式系统、虚拟域和应用程序的安全可信。     

一种针对可信计算平台的分布式可信验证机制

可信计算技术在提高系统安全性的同时,也给用户使用计算机带来了诸多限制。为了解决自由软件等未授权程序的可信验证问题,提出了一种基于可信计算的分布式可信验证机制（DTVMTC）。该机制以庞大的Internet用户群为基础,通过网络数据统计的方法,实现对应用程序的可信验证,从而解决了对无可信来源但实际可信的应用程序进行可信验证的问题,保障了用户使用可信计算平台的自由。在Windows平台实现了DTVMTC的原型,实验结果表明DTVMTC能够实现预定目标且具有良好的性能。     

清华同方TST系统信任机制和实现

本文提出了一种基于可信密码模块的系统信任链实现方式。这种信任机制构建于可信密码平台模块（TCM）之上,符合《可信计算密码支持平台功能与接口规范》要求,保证了整个系统的可信。同时本文给出了具体实现,为开发基于可信密码模块的系统信任链提供了解决方案,为推广国产可信计算平台提供了有力的技术支撑：     

基于TEE的主动可信TPM/TCM设计与实现

可信技术正在从被动可信度量向着下一代的主动可信监控方向发展，要求TPM/TCM模块有能力主动度量和干预主机系统，传统的TPM/TCM从架构和运行机制等方面都无法满足这种能力.TEE（trusted executionenvironment）技术提供了可信执行环境和主动访控能力，为构建下一代TPM/TCM提供了基本平台，但还存在系统结构、存储以及通信等多方面挑战.提出基于ARM平台TrustZone机制的TZTCM方案，通过分核异步系统架构解决TZTCM独立可信运行和主动可信安全监控问题，基于PUF（physical unclonable functions）安全存储机制和基于UUID（universally unique identifier）的TEE安全通信机制，解决了TEE环境下可信平台模块的存储安全和通信安全问题，为设计实现主动可信TPM/TCM给出了理论和实践参考.通过实验验证了所提关键机制的有效性，实验结果表明，TZTCM在密码计算能力上较常见TPM也有很大提升.TZTCM只需要在系统中增加或修改相应的软/固件，除了主动可信监控能力，还具有低成本、高性能、低功耗、易升级等特点，相对传统TPM/TCM具有非常明显的优势.     

基于可信计算平台的可信引导过程研究*

基于可信计算联盟的规范,设计了基于TPM的可信引导过程,并指出了该可信引导过程中亟待解决的问题.安全性分析表明,该可信引导过程可以使计算机获得更高的安全保障,为进一步建立可信计算环境提供了基础.     

一种基于中间件的可信软件保护模型

软件的可信性是可信计算的研究热点之一。首先描述了可信计算平台和可信平台模块的基本概念,接着结合安全中间件和可信计算模型,在现有的PC体系结构下,提出了一种具体的基于中间件的可信软件保护模型,着重介绍了新模型的体系结构和系统组成,最后通过实例对软件保护机制进行了详细的说明。新模型具有通用性强和易于实现的特点,对于软件可信性保证的研究以及软件可信保护系统的建立具有一定的意义。     

基于国产平台的可信系统研究

设计了一套基于国产技术的可信计算系统。该系统采用了基于龙芯处理器的计算机硬件平台和国民技术LPC接口的可信密码模块(Trusted Cryptography Module,TCM),实现了符合UEFI标准的可信固件,完成了操作系统上的TCM驱动(TCM Device Driver,TDD)以及TCM服务模块(TCM Service Module,TSM),总体实现了基于国产龙芯平台的固件层和操作系统上层对国产可信密码模块及其服务模块的支持。完成了对TDD以及TSM接口的测试,提供了TCM管理工具以实现对TCM的基本管理功能。     

嵌入式终端可信计算环境的关键技术

阐述了在嵌入式终端上构建可信计算环境相关的嵌入式可信引导、TPM的扩展和驱动设计、嵌入式可信软件栈和嵌入式可信安全组件等关键问题。嵌入式可信引导可结合BR, USBKey和TPM等技术,保证用户、终端和应用三者间的可信认证。给出的嵌入式终端可信计算环境的方案保证了嵌入式可信平台的可重用性,同时也使平台具有更高的安全性和实用性。     

嵌入式终端可信计算环境的关键技术

阐述了在嵌入式终端上构建可信计算环境相关的嵌入式可信引导、TPM的扩展和驱动设计、嵌入式可信软件栈和嵌入式可信安全组件等关键问题。嵌入式可信引导可结合BR,USBKey和TPM等技术,保证用户、终端和应用三者问的可信认证。给出的嵌入式终端可信计算环境的方案保证了嵌入式可信平台的可重用性,同时也使平台具有更高的安全性和实用性。     

一种可信虚拟平台构建方法的研究和改进

为了减小虚拟环境下虚拟可信平台模块(v TPM)实例及系统软件可信计算基(TCB)的大小,同时进一步保护v TPM组件的机密性、完整性和安全性,解决传统虚拟可信计算平台下可信边界难以界定的问题,文章提出了一种新的构建可信虚拟平台的方法和模型。首先,将Xen特权域Domain 0用户空间中弱安全性的域管理工具、v TPM相关组件等放置于可信域Domain T中,以防止来自Domain 0中恶意软件的攻击及内存嗅探,同时作为Xen虚拟层上面的安全服务实施框架,Domain T可以给v TPM的相关组件提供更高级别的安全保护。其次,通过重构Domain 0中拥有特权的管理和控制应用软件,将特权域的用户空间从可信计算基中分离出来,进而减小虚拟可信平台可信计算基的大小。最后,设计并实现了新的基于可信虚拟平台的可信链构建模型。通过与传统可信虚拟平台比较,该系统可以有效实现将虚拟化技术和可信计算技术相融合,并实现在一个物理平台上同时运行多个不同可信级别的操作系统,且保证每个操作系统仍然拥有可信认证等功能。