可信计算度量机制在信任链中的应用

本文介绍了可信计算的相关概念,以及其核心的信任链理论,具体描述了可信度量机制在信任链传递实际过程中的应用,为利用可信计算技术解决信息安全问题的研究提供了实际可行的参考实现方案.     

基于嵌入式技术的信任根研究

可信计算近年来发展迅速,被认为最有可能从根源上解决计算机的安全问题,信任根是可信计算的根本。简要介绍了可信计算的发展历史,分析了可信产品市场不景气的原因,从可信计算信任根的角度入手,提出了两种采用嵌入式技术来实现信任根的方案,并给出了方案的详细设计思想。     

可信计算技术研究

可信计算技术作为一种新型信息安全技术,已经成为信息安全领域的研究热点.在可信计算领域取得长足发展的同时,其关键技术仍存在许多问题亟待解决,近年来这方面的相关研究已经陆续展开.综述了在可信计算关键技术方面的研究成果,从构建可信终端的信任入手,建立了基于信任度的信任模型,给出了基于信息流的动态信任链构建方法,一定程度上解决了终端信任构建的实时性、安全性等问题.针对远程证明协议的安全性和效率问题,构造了首个双线性对属性远程证明方案和首个基于q-SDH假设的双线性对直接匿名证明方案.在可信计算测评方面,提出了一种基于扩展有限状态机的测试用例自动生成方法,并基于该方法研制了国内首个实际应用的可信计算平台测评系统.     

嵌入式可信计算机研究

将可信计算技术应用到嵌入式系统中,是一条有效解决嵌入式设备安全问题的新思路.首先阐述将可信计算与嵌入式技术相结合的趋势,然后分析了该技术所面临的诸多挑战,并给出了将CRTM集成到嵌入式TPM中实现的嵌入式可信计算机体系结构,最后分别从信任根和信任链两方面提出了满足嵌入式系统需求的详细设计方案.     

基于实体依赖关系的信任链模型与构建机制

信任链的建立和传递是构建可信计算环境的核心,然而,当前的信任链模型仅仅是针对具体的可信计算环境进行的形式化建模,其不具有一般意义,不能够为构建可信计算环境(特别是基于动态可信度量根(DRTM)的可信环境)提供理论方面的指导,也难以胜任评估现有的可信计算环境的重任.为了解决上述问题,进而构建一个具有一般意义的信任链模型.首先将信任链模型转换为数学模型,然后,在分析实体依赖关系和安全逻辑系统的基础上,采用了数学逻辑的证明方法证明了该信任链模型满足的性质.该模型不仅可以评估现有的可信计算平台(包括基于静态可信度量根(SRTM)的可信计算平台和DRTM的可信计算平台),还可以为进一步研究信任链构建和可信计算环境构建等提供理论上的参考.     

基于标记变迁系统的可信计算平台信任链测试

可信计算是当今世界信息安全领域的重要潮流之一.根据国家有关规定,信息安全产品需要经过测评认证,但目前国内外对可信计算测试的理论与技术研究还非常不完善,也无相应测试工具或系统,这必然影响可信计算的发展.该文着眼于规范定义的信任链行为特征,以进程代数作为指称语义描述工具,以标记变迁系统作为操作语义,对规范定义的信任链行为特征进行了形式化描述,提出了一种基于标记变迁系统的信任链测试模型框架.针对信任链规范与实现之间的问题,从易测性出发对测试集进行了有效约简;并论证了信任链的规范实现与规范说明之间的关系,为测试用例构造方法提供了理论依据,从而解决了信任链测试这一难题.     

基于模糊集合的可信计算信任模型评估

可信计算是信息安全的重要研究领域,而信任模型的可信性评估是该领域中亟待解决的关键问题。在深入研究可信计算信任根、信任链及其可信性影响因素的基础上,提出了基于模糊集合理论的可信计算信任模型评估方法。基于模糊集合理论的评估方法定义了不同的可信度度量规则和模糊集合,基于计算得到的可信度,评价信任模型的可信性。分析结果表明,基于模糊集合的信任评估方法能够有效评估可信计算信任模型的可信性,丰富了可信计算信任评估理论。     

可信计算环境构建机制研究进展

可信计算环境构建是通过软硬件结合的方式构建满足可信计算定义的系统,使其上进行的计算具有真实性、机密性、可控性等特性,并利用这些特性来弥补仅依靠传统安全防护方式的不足,从而更好地解决计算机安全面临的挑战和问题。介绍了可信计算环境构建的硬件基础,归纳了近年来基于静态可信度量根、动态可信度量根以及轻量虚拟机监控器的可信计算环境的构建机制,分析了现有可信计算环境构建机制的优势和不足;通过对可信计算环境中信任链的分析,指明了今后的研究方向。     

基于Java智能卡的可信度量模块设计

可信计算平台只执行被信任根担保的程序,可信度量技术是可信计算的核心和信任链传递的关键.但目前的复杂操作系统及应用程序仍无法被有效度量、信任链仍无法真正向上传递.本文提出了一种在不可信计算环境中直接确保应用程序可信的解决方案,构建一个基于Java智能卡虚拟机的、适于建立可信计算机制的计算环境,并设计出适合于Java智能卡环境的可信度量模块从而保证卡内从信任根到应用程序运行及结果的可信性.     

可信计算平台信任链安全性分析

可信计算规范是指导可信计算产品研制的依据,可信计算规范本身的安全性需要得到验证.信任链是可信计算平台中保障系统安全可靠的主要技术手段,它是可信计算平台整个系统安全的中心问题.针对可信计算平台信任链规范的信息流安全问题,文中通过安全进程代数对信任链系统接口进行形式化建模,用可复合的不可演绎模型刻画信任链实体间的交互关系,把规范定义的信任链行为特性抽象为多级安全输入输出集,在讨论高级和低级输入输出依赖关系的基础之上,对信任链复合系统进行信息流分析,并给出结论和证明.     

基于TPM的嵌入式可信计算平台设计

增强工业嵌入式系统的安全性是当今工业信息安全领域研究的核心议题。只依靠软件的安全机制已经不能充分地保护信息安全,而现有的可信平台模块是专为个人计算机设计的,不能满足工业嵌入式系统的特殊需求。通过研究可信计算技术,设计了基于可信平台模块TPM的嵌入式可信计算平台,并从软件结构和硬件结构,分析了可信平台模块和信任链的传递机制。最后,在ZYNQ硬件平台上进行可信验证,通过内核伪造攻击测试,验证了设计的正确性,从而确保了工业嵌入式平台的安全可信。     

分层可信计算平台模型的研究与实现*

提出了一种基于现有计算机网络的可信计算平台模型。该模型充分利用了现有的计算机及其网络平台的通用性,将现有的计算平台分层逻辑化为不同的信任层,不仅降低了可信计算平台模型实施的难度,而且提高了其灵活性、扩展性和效率;同时该模型从客户端系统的引导阶段出发构建完整的可信链,保证了可信计算平台的安全性;此外该模型解决了现有的可信计算平台的方向性和系统输入未知性的问题。原型系统实现的结果表明,由于系统中所有计算机及其网络构成统一的可信计算平台,使信任的传递从用户到用户,进而实现真正的对于用户体验的可信计算。     

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.     

可信硬件平台的设计与实现

针对TCG可信平台的核心可信度量根不明确、缺乏有效的端口控制、对外接口速度低等缺陷,设计并实现了一种安全增强的可信硬件平台。该平台在借鉴TCG可信平台体系结构的基础上,以可信平台控制模块为核心可信度量根,解决了信任根的保护问题,同时实现了基于身份的I/O端口硬件控制,从而具有了更安全的可信启动、I/O有效控制等优点,可用在对可信安全要求较高的环境中。     

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。     

基于TPCM的容器云可信环境研究

容器技术是一种轻量级的操作系统虚拟化技术,被广泛应用于云计算环境,是云计算领域的研究热点,其安全性备受关注。提出了一种采用主动免疫可信计算进行容器云可信环境构建方法,其安全性符合网络安全等级保护标准要求。首先,通过 TPCM 对容器云服务器进行度量,由 TPCM 到容器的运行环境建立一条可信链。然后,通过在 TSB 增加容器可信的度量代理,实现对容器运行过程的可信度量与可信远程证明。最后,基于Docker与Kubernetes建立实验原型并进行实验。实验结果表明,所提方法能保障云服务器的启动过程与容器运行过程的可信,符合网络安全等级保护标准测评要求。     

可信计算发展研究

可信计算是目前信息安全技术研究的一个热点,它是在计算系统的基础上发展来的。从科学计算、容错计算到可信计算,介绍了可信计算的起源和发展,重点分析了可信计算属性、可信计算机系统和可信平台的体系结构等关键技术,并对目前可信计算的研究现状和可信软件系统存在的难点问题进行了总结。     

Research on theory and key technology of trusted computing platform security testing and evaluation

Trusted computing has become a new trend in the area of international information security, and the products of trusted computing platform begin to be used in application. Users will not use the products of information security, unless it goes through the testing and evaluation. Here we concentrate on the testing and evaluation problem of trusted computing platform, begin with constructing proper formalization model of trusted computing platform for testing, and establish a mathematical chain of trust model...     

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。