基于国产处理器的可信系统研究与实现

根据可信计算组织TCG的可信计算规范,结合信任链的思想,基于国产处理器龙芯2F以及可信平台模块TPM,设计了基于龙芯处理器的可信计算平台,包括可信系统硬件层、可信BootLoader层和可信操作系统层,并设计了整个系统的启动程序,建立信任链,实现基于国产处理器的可信系统构建。     

基于TPCM的服务器可信PXE启动方法

PXE 启动机制通过网络下载操作系统文件并启动操作系统,广泛应用于服务器网络启动。通过可信计算技术保障PXE启动过程的安全可信,防止PXE启动文件被恶意篡改,确保服务器的安全可信运行。网络安全等级保护标准要求基于可信根对服务器设备的系统引导程序、系统程序等进行可信验证。根据等级保护标准要求,提出一种基于TPCM的服务器可信PXE启动方法,保障服务器的BIOS固件、PXE启动文件、Linux系统文件的安全可信。在服务器进行PXE启动时,由TPCM度量BIOS固件,由BIOS启动环境度量PXE启动文件,由PXE启动环境度量Linux系统文件。以TPCM为信任根逐级度量、逐级信任,建立信任链,建立可信的服务器运行环境。所提方法在国产自主可控申威服务器上进行了实验,实验结果表明所提方法是可行的。     

嵌入式可信终端的信任链模型研究

针对嵌入式终端的安全问题日益突出以及嵌入式终端信任链传递不完整等问题,结合可信计算的思想,提出了自底向上的和自顶向下的嵌入式可信终端信任链传递模型.基于该模型,以linux嵌入式系统平台为原型,设计了启动可信,操作系统加载可信以及应用程序的加载可信.可以较好地解决目前嵌入式终端面临的安全问题.     

一种可信软件设计方法及可信性评价

针对可信计算组织TCG(Trusted Computing Group)的信任链无法保障软件运行时动态可信的问题,对该信任链进行扩充,引入对软件运行时动态可信性的检测,提出了可信引擎驱动的可信软件信任链模型,并在此基础上提出了一种可信软件设计方法及可信性评价策略.通过引入描述软件可信行为轨迹的可信视图,在可信软件检查点处植入检查点传感器,将软件可信性融入软件设计中.通过对软件的完整性度量以及运行过程中软件行为轨迹的监测,实现软件的可信性保障.实验分析表明:采用该方法设计的软件能够有效地检测软件异常,并且成功检测软件异常的能力明显优于基于TCG信任链的软件.     

基于可信计算的恶意代码防御机制研究*

根据TCG规范中可信传递的思想,提出一种恶意代码防御机制,对被执行的客体实施完整性度量以防止恶意代码的传播;对客体的执行权限严格进行控制,防止恶意代码的执行,降低恶意代码的传播速度并限制其破坏范围,确保系统的完整性不被破坏。利用可信计算技术设计并实现恶意代码防御机制。     

分布式系统的多级信任保护方法

随着网络和分布式系统的不断发展,异地协同办公的需求不断增强.然而,现有的网络环境存在诸多不安全的因素,用户存在着对信息系统的信任危机.在国际TCG倡导的可信计算平台的基础上提出了基于信息完整性度量与验证的多级信任保护方法.从平台可信保护、进程可信保护、资源可信保护和用户可信保护4个方面阐述了该方法的相关技术,并提出了基于多级信任保护技术的多级访问控制思路.最后给出了多级信任保护方法的应用案例.     

基于无干扰理论的可信链模型

可信计算的相关研究已成为当前国内外信息安全方面的研究热点和趋势之一,可信计算技术也成为构建安全计算机系统行之有效的新技术.目前可信计算理论的发展滞后于技术的发展,针对可信计算中可信链传递缺乏理论模型的问题,将无干扰理论引入到可信计算领域,提出了计算机系统可信的基本理论,从动态的角度建立了基于无干扰理论的可信链模型,并对该模型进行了形式化描述和验证,而且实现了基于Linux操作系统内核的可信启动过程.其实现思路对于可信计算理论的发展和应用具有很好的参考价值.     

嵌入式TPM及信任链的研究与实现

为将可信计算技术更有效应用于嵌入式系统,结合链式与星型信任结构,提出了一种带数据恢复功能的混合式信任结构,可降低链式结构的信任损失,减轻星型结构中可信平台模块(TPM)的计算负担.在此基础上构建并实现了一种嵌入式可信平台,以内置可信度量核心根(CRTM)的嵌入式TPM作为信任根,并在其内部设计了双端口内存作为与嵌入式处理器间的通信接口.该平台在启动过程中通过CRTM验证启动程序及操作系统的完整性,利用操作系统动态拦截和验证应用程序的完整性,并在发现完整性度量值被修改时启动数据恢复功能,从而有效保证了嵌入式系统软件组件的完整性和可信启动.     

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.     

可信支撑框架设计及应用模式研究

文章借鉴可信计算思想,从可信支撑角度提出了一个基于通用计算平台的可信支撑框架(TSF)及原型的设计,并就该框架在通用计算平台上如何应用进行了研究,提出了一种实用的应用模式。该框架对TCG定义的TPM在概念和功能上进行了扩展,设计了独立于通用平台的可信支撑模块(TSM)。对比TPM,TSM更具实用性,且本质上并不降低其安全强度。文章提出的可信支撑的设计思想是从可信支撑角度对可信计算体系结构研究的一种尝试,具有一定的指导意义。     

Linux可信引导技术研究

可信计算对于信息系统的安全需求,提出了新的计算机系统安全解决方案,成为目前安全领域的研究热点.提出基于可信平台模块TPM(Trusted Platform Module)的Linux引导技术,阐述Linux引导模块之间信任链的建立及完整性度量的方法.任何模块加载执行之前必须通过完整性度量才能获得控制权,远程系统通过完整性度量值验证引导过程是否真实可信.     

基于无干扰理论的虚拟机可信启动研究

云计算作为一种新型高价值计算系统,目前被广泛应用于各行业领域;等保2.0中也提出了对其应用主动免疫可信计算技术进行动态可信验证的要求.云计算模式下,虚拟机作为用户使用云服务的直接载体,其可信启动是虚拟机运行环境可信的基础.但由于虚拟机以进程的形式运行在物理节点上,其启动过程呈现出高动态性,且多虚拟机域间存在非预期干扰等特点;而现有的虚拟机可信启动方案存在虚拟机启动过程的动态防护性不足、缺乏多虚拟域间非预期干扰性排除等问题.针对上述问题,提出一种基于无干扰理论的虚拟机可信启动研究方案.首先,基于无干扰理论,提出了虚拟机进程的运行时可信定理;进一步地,给出了虚拟机可信启动的定义并证明了虚拟机可信启动判定定理.其次,依据虚拟机可信启动判定定理,基于系统调用设计监测控制逻辑,对虚拟机启动过程进行主动动态度量与主动控制.实验结果表明所提方案能够有效排除复杂云环境下多虚拟机间非预期干扰,保证虚拟机启动过程的动态可信性,且性能开销较小.     

基于交互式马尔可夫链的可信动态度量研究

可信动态度量为保障可信计算平台的可靠运行提供了重要支撑.根据系统的可靠性、可用性、信息和行为安全性,提出了可信度量要达到的目标.当前的可信度量集中在可信功能度量上,基于交互式马尔可夫链增加性能特征指标度量,即在预期行为描述模型中,运用变迁系统模型描述功能预期,通过将体现在可靠性上的路径概率与预期的关联,获取完成特定行为...     

基于TCM的全盘加密系统的研究与实现

基于可信计算技术中的可信根、信任链和可信存储的概念,设计并实现了一种基于TCM (trusted cryptography module)的全盘加密系统(full disk encryption system,FDES).FDES系统具有加密和认证功能,利用device-mapper(DM)提供的从逻辑设备到物理设备的映射框架机制,嵌入在Linux内核中,利用TCM芯片提供的加密、认证和存储等功能,实现对全部硬盘的透明加解密功能,从而确保了安全机制的不可旁路性和可靠性.     

基于TPM的可信文件系统CIVFS的研究和实现

本文提出一种利用可信计算技术增强文件系统可信性的方法,以Linux为基础,设计实现了一个可信文件系统原型CIVFS.CIVFS是一个结合加密和完整性校验两种保护措施的文件系统,它借助堆式文件系统技术,嵌入在Linux内核中,添加了文件加密和完整性校验模块,利用TPM芯片提供的可信计算和安全存储等功能,增强了对系统安全组件和数据的安全保护.     

一种基于完整性度量架构的数据封装方法

封装存储是可信计算平台的一项重要功能,它能将数据的加密存储与平台状态结合起来,提供了更强的安全存储保证.但现代操作系统结构越来越复杂,各种启动项的加载顺序也相对随机;平台配置的频繁改变、软件更新及系统补丁等都限制了封装存储的应用.而操作系统级的完整性度量架构(IMA)能将信任链扩展到整个计算平台,为封装存储提供了支持.为此,基于IMA提出一种新的数据封装方法,采用相对固定的标准状态来封装,结合易变IMA度量列表和结果以及经过签名的名单策略来评估平台状态,解决了操作系统复杂性带来的配置寄存器(PCR)的值不确定性和软件更新及系统补丁带来的频繁封装问题.     

具有瀑布特征的可信虚拟平台信任链模型

将虚拟化技术与可信计算相结合构建的可信虚拟平台及其信任链模型是目前的一个研究热点。目前大部分的研究成果采用在虚拟平台上扩展传统信任链的构建方法,不仅模型过粗且逻辑不完全合理,而且还存在底层虚拟化平台和顶层用户虚拟机两条分离的信任链问题。为此,提出一种具有瀑布特征的信任链模型——TVP-QT,该模型以硬件可信平台模块（TPM）为起点,在底层虚拟化平台和顶层用户虚拟机信任链之间加入可信衔接点。当信任链从底层虚拟化平台传递到可信衔接点时,由可信衔接点负责对用户虚拟机的可信虚拟平台模块（vTPM）进行度量,之后将控制权交给vTPM,由vTPM负责对用户虚拟机启动的组件及应用进行度量。该模型中可信衔接点具有承上启下的瀑布特征,能满足虚拟化环境的层次性和动态性特征,保证了整个可信虚拟平台的可信性。不仅从理论上证明了该模型的正确性,而且对实例系统的分析和讨论也表明了该模型的通用性与可行性;在Xen中对该模型进行了仿真实验,实验结果表明该信任链传递理论可以保证可信虚拟化环境在整个运行过程是安全可信的。     

基于可信计算平台的信任链传递研究进展

信任链传递问题是可信计算的基本问题.阐述了信任链传递在技术与理论方面的最新研究进展.通过分析信任链传递的技术方案、可信测量技术、信任链理论和信任链的可信度度量理论,提出了值得研究的理论与技术方向,包括:以可信静态测量、可信动态测量技术等为代表的信任链传递关键技术,以信任链层次理论模型、信任链传递中的信任损失度量理论和软件的动态可信度度量理论等为代表的基础理论.