可信计算中远程证明方法的研究

可信计算是信息安全领域的研究热点,而远程证明方法又是可信计算研究中的难点和关键.远程证明就是发出证明请求的一方确认远程平台的身份和平台状态配置信息的过程.本文研究了远程证明的意义和方法,将抽象的远程证明模型分为四类,并分析了现在模型存在的问题和可以改进的方法,其实现思路对于提高可信计算中远程证明的效率提供了很好的参考价值.     

一种基于属性环签名的高效匿名证明协议

远程证明是可信计算领域中亟待突破的重要问题。结合二进制证明和基于属性的证明,应用环签名思想提出了一种简单、高效的匿名远程证明协议。该协议不需要属性证书,也不需要AIK证书,它通过借助一个离线可信第三方,应用可信计算绑定和密封机制,采用基于双线性对的属性环签名,同时实现了平台的身份证明和完整性状态证明。分析和实验表明,该协议具有不可伪造性、平台身份匿名性、配置隐私保护性和抗共谋性,并具有很高的运行效率;与现有典型的基于双线性对证明协议相比,签名长度减少了79.73%,所需验证的双线性对减少了50.00%,很好地解决了一直困扰可信计算中的远程证明和效率问题。     

一种基于PCA的远程匿名证明改进方案

远程证明是可信计算的关键技术之一,可以验证平台身份和配置信息的可信性,而现有远程证明方案存在一定的缺陷。本文在分析现有基于匿名属性证书的远程匿名证明方案的基础上,提出了改进方案。针对原方案中存在的在匿名属性证书申请过程中未验证证书颁发实体的问题,对证书申请方案进行了改进,采用会话密钥对PCA签名,保证了证书颁发实体的真实性;针对远程证明协议存在恶意用户接入的问题,在改进方案中引入假名机制,即保证了用户身份的匿名性,又防止了具有不良历史记录用户的非法接入。     

基于ZKV方法的远程证明AIK证书生成协议

本文首先分析了身份认证密钥证书生成过程中平台信息暴露和可信第三方效率瓶颈等问题,提出了一个可选择的可信计算环境中远程证明身份认证密钥证书生成方案,以保证通信双方终端计算机平台信息的保密性。然后阐述了由零知识证明、Kerberos框架和虚拟可信平台模块三种技术相结合的身份认证密钥证书生成协议,称之为ZKV方法。最后对该方法的安全性和效率进行了分析,并构建原型系统验证了该方法的可行性。     

验证方主导的远程证明方案

可信计算组织(TCG)提出了以可信平台模块(TPM)为核心的可信计算安全体系框架.远程证明是可信计算领域重要的研究问题之一.现有的远程证明方案都是由证明方发起,度量和证明缺乏一致性和可扩展性,不能保证平台的隐私性.针对这些缺陷,引入颁发度量和证明属性证书的权威机构,提出了一种由验证方根据安全需求发起证明的远程证明方案.而证明方则按照度量属性证书和证明属性证书进行平台的度量,TPM保证平台的度量真实可信.同时对平台配置进行了抽象,对度量过程进行了形式化分析和性能测试;而且采用签名和加密实现远程证明的真实性和平台的隐私性.该远程证明方案不仅能够用于向远程方证明平台运行环境是可信的,而且还用于平台运行环境的自身检测.     

无线移动网络跨可信域的直接匿名证明方案

基于信任委托的思想,提出一种移动环境下的跨可信域的直接匿名(direct anonymous attestation,简称DAA)证明方案,采用代理签名技术和直接匿名证明方法,实现对移动终端在多可信域之间漫游时的可信计算平台认证,并在认证过程中协商会话密钥,增强了远程证明体系的安全性.利用Canetti-Krawczyk(CK)模型对方案的认证协议的认证安全性和匿名安全性进行了形式化分析和证明.分析表明,该方案能够抵抗平台伪装攻击和重放攻击,其性能适用于无线网络环境.     

一种基于属性证书的动态可信证明机制

基于可信计算的远程证明的方法中,二进制证明方法能反映系统平台当前配置的完整性状态,是动态的,但容易暴露隐私,而基于属性证书的证明将系统平台的配置信息隐藏,具有匿名性,但是静态的.将二进制方法嵌入到属性证书方法中,提出了一种动态属性可信证明(Dynamic Property Trusted Attestation DPTA)的协议.验证者通过模拟计算PCR值,并与证书中的PCR值进行比较,证明示证者的当前平台满足一定的安全属性,解决了暴露隐私和静态问题.实验表明这种证明方法能保护平台隐私,克服基于属性证书的静态特点,兼有实时性和保密性的特点.     

基于属性的零知识证明数据封装方法

通过分析TCG对可信计算平台中平台配置寄存器的定义,结合数据封装技术的相关研究,提出了一种可信平台的属性表示方法,该方法可以较全面地刻划一个可信平台的特征,并方便进行零知识证明的属性验证.针对可信计算平台固有的暴露用户隐私的缺陷,将零知识证明引入平台的属性验证过程,提出了一种第三方参与的基于属性的零知识证明数据封装方法.对该方法进行了安全性分析和实验的验证,实验结果表明,该方法在保持已有方案优势的前提下,有较小的数据增加量,可对数据的远程解封提供支持,且能避免可信平台隐私信息的泄漏.     

基于可信移动平台的直接匿名证明方案研究

可信平台模块(trusted platform module,TPM)采用的直接匿名证明(direct anonymous attestation,DAA)方法实现了对平台身份的匿名远程证明.然而对于具有匿名远程证明高需求的移动平台,目前仍然没有通用高效的DAA解决方案框架.针对上述问题,提出了一种适用于可信移动平台的DAA方案框架,框架充分考虑了移动应用背景,结合若干基于椭圆曲线的DAA(ECC-DAA)方案重新设计,首次提出匿名凭证嵌入和再次获取凭证功能,符合TPM 2.0技术和接口标准规范.给出了基于TrustZone安全技术和TPM Emulator实现的可信移动平台体系结构.对4种ECC-DAA方案和3种椭圆曲线进行了对比、实现和分析,实验表明,框架能够良好兼容DAA方案和曲线,具有较高的计算速度.     

无线移动网络跨可信域的直接匿名证明方案?

基于信任委托的思想,提出一种移动环境下的跨可信域的直接匿名(direct anonymous attestation,简称DAA)证明方案,采用代理签名技术和直接匿名证明方法,实现对移动终端在多可信域之间漫游时的可信计算平台认证,并在认证过程中协商会话密钥,增强了远程证明体系的安全性。利用 Canetti-Krawczyk(CK)模型对方案的认证协议的认证安全性和匿名安全性进行了形式化分析和证明。分析表明,该方案能够抵抗平台伪装攻击和重放攻击,其性能适用于无线网络环境。     

基于可信计算的动态组件属性认证协议

远程认证是可信计算平台的一种重要功能,二进制方法和基于属性证书的认证是其两种认证方法。属性认证能隐藏平台软件和硬件的配置信息,是静态的,不能动态验证现在正在运行的平台的实时信息。结合这两种方法的优点,提出了一种基于动态组件属性的认证协议,将二进制认证、属性认证和组件认证结合到该协议中。对协议进行了详细的说明和安全性分析,实验结果表明,该认证方法是有效的、保密的和可行的。     

云环境中可信虚拟平台的远程证明方案研究

云环境中如何证明虚拟平台的可信,是值得研究的问题.由于云环境中虚拟平台包括运行于物理平台上的虚拟机管理器和虚拟机,它们是不同的逻辑运行实体,具有层次性和动态性,因此,现有的可信终端远程证明方案,包括隐私CA （privacy certification authority,简称PCA）方案和直接匿名证明（direct anonymous attestation,简称DAA）方案,都并不能直接用于可信虚拟平台.而TCG发布的Virtualized Trusted Platform Architecture Specification 1.0版中,可信虚拟平台的远程证明方案仅仅是个框架,并没有具体实施方案.为此,提出了一种自顶向下的可信虚拟平台远程证明实施方案——TVP-PCA.该方案是在虚拟机中设置一个认证代理,在虚拟机管理器中新增一个认证服务,挑战方首先通过顶层的认证代理证明虚拟机环境可信,然后通过底层的认证服务证明运行于物理平台上的虚拟机管理器可信,顶层和底层证明合起来确保了整个虚拟平台的可信,有效解决了顶层证明和底层证明的同一性问题.实验结果表明,该方案不仅能够证明虚拟机的可信,而且还能证明虚拟机管理器和物理平台的可信,因而证明了云环境中的虚拟平台是真正可信的.     

基于双线性映射和属性证书的远程证明方案

针对现有TCG组织定义的远程证明机制证明过程复杂和隐私泄漏的不足,通过使用基于双线性映射的BBS’签名算法和属性证书机制代替平台配置信息的方式,提出了一种基于双线性映射和属性证书的远程证明方案（Bilinear Mappingand Property Based Attestation,BMPBA）。与已有的远程证明方案相比,BMPBA方案更好地降低了平台配置信息易泄露的风险,其使用的签名方案具有密钥与签名长度短和计算效率高的优点,从而提高了远程证明机制的运行效率。分析结果表明：利用该方案能够高效率地实现平台间的远程证明,并能较好地保证平台证明的安全性、正确性和不可伪造性。     

可信移动平台及其验证机制的研究

为了能保证移动设备的安全性,可信计算组(TCG)的移动工作组(MPWG)[1]在可信计算的基础上定义了一个新的结构即移动可信模块(MTM).远程证明是可信移动设备研究的一个重要部分.分析了可信移动设备的体系结构,可信移动平台的可信链及远程证明机制,最后提出了一个新的远程证明模型来确保平台的完整性.     

开放网络环境下的属性远程证明

为解决基于完整性验证的可信平台证明机制中存在的诸多问题,给出了一个基于平台属性的远程证明抽象模型,借助可信第三方实现平台属性的有效验证。并使用逻辑安全语言对该模型进行了形式化描述和可行性验证。这种新的可信平台证明方式丰富了平台证明的安全语义,并且更适用于公平、开放的网络环境。     

可信云平台远程证明

可信云计算是一种全新的互联网应用模式,它即将成为人们获取信息和服务的主要方式。但在云平台向用户提供远程证明方面,还存在明显的安全漏洞和不足之处。目前所使用的证明方法暴露了平台的属性信息,使攻击者跟踪这些信息进行有针对性的攻击。使用可信环签名的远程证明方法,可以保证平台的匿名性,保护了平台隐私,提高了平台的安全性。最后,通过IKE协议验证了可信环签名方法,确保了它在云计算平台上的可行性。     

动态远程证明协议及其形式化分析

针对程序的运行时动态攻击给远程证明带来的安全威胁,设计一种动态远程证明协议DRAP,对内存中处于运行状态的程序实施实时的动态度量,并向远程验证方证明平台实时状态。针对DRAP协议所用的TPM功能对LS2逻辑进行扩展,引入重置规则、时刻规则等新的推理规则,利用扩展的LS2逻辑对DRAP协议进行分析,分析表明DRAP中可重置配置寄存器中的扩展序列能够反映平台中程序的实时运行状态,并且在TPM可信和证明代理可信的前提下,远程验证者能够有效验证平台的实时可信状态。     

基于SPIN的远程证明协议的形式化分析及改进

远程证明是解决移动支付安全问题的有效手段之一。通过对可信计算远程证明协议进行分析,发现用户平台配置信息的隐私性、用户的认证性和远程验证者的认证性存在脆弱点,使用SPIN模型检测工具,应用模型检测方法对协议进行了形式化分析,检测出破坏性攻击漏洞。针对协议中的漏洞对协议进行改进,提出了一种基于用户属性加盐哈希的方法,通过用户属性保证协议的安全传输。最后使用SPIN检测改进后的协议,证明了改进方案的有效性、安全性,阻断了发现的攻击。     

一种基于行为证明的主观动态可信模型建立方法

在分布式环境中如何在实体之间建立信任关系一直是信息安全领域研究的热点问题,远程证明为解决该问题提供了一种新的研究方向。远程证明是可信计算中非常重要的特性,利用可信远程证明方法能够在实体之间建立起信任关系。但是,二进制等静态远程证明方法对于计算平台的可信性证明存在明显不足,在建立信任关系时不能够提供充分的证据。主要研究基于行为证明方法在实体之间如何建立可信关系的问题。因此,利用基于行为的远程证明方法对计算机平台可信性进行证明,该方法能够为建立信任关系提供更加准确的经验结果。在证明过程中存在一些不确定因素,这些不确定因素将影响信任关系的建立以及评估。利用主观逻辑对信任关系进行了度量,建立了TMBA动态可信模型,该模型能够在基于行为证明所获得的经验的基础上,通过考虑过去经验以及现有经验分析信任关系的动态性,并且将信任关系中的信任度用主观逻辑的观点来表示。最后给出根据TMBA对信任观点进行计算的方法。