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.     

嵌入式系统的安全启动机制研究与实现

针对目前移动智能平台系统面临的安全威胁,利用可信计算技术解决嵌入式系统的安全问题,是一种可行且高效的安全解决方案。在不改变现有移动设备硬件架构的前提下,提出了一种嵌入式平台系统的安全启动机制,将安全TF卡作为外置可信平台模块,构建了一条从Bootloader到上层应用程序的完整的信任链,该信任链的起点保护在安全TF卡的安全区域内,启动过程中各个组件的度量标准值由安全TF卡中的密钥签名存放。描述了该机制的实现过程,并对其安全性、效率进行了详细的分析测试。实验结果显示,该机制能够抵御针对嵌入式平台的多种攻击,有效保护嵌入式系统安全。     

一种不依赖TPM的安全引导方式的设计与实现

在深入研究可信平台模块(TPM)和kexec相关技术的基础上,针对未安装TPM芯片的计算终端设计并实现了一种安全引导方式.该引导方式参考了可信平台模块的安全引导机制,在操作系统启动前,预先启动一个受保护的小型Linux系统,对操作系统的运行环境进行信任度量,验证BIOS和操作系统的完整性,为操作系统的启动提供一个可信赖的计算环境,然后使用kexec工具切换到磁盘操作系统.经过实验验证,文中设计的引导方式可以为Windows和Linux等多种平台的计算机终端提供安全引导支持,预引导系统验证系统运行环境的时延对系统启动总耗时的影响不明显.该引导方式是一种在不改变现有计算机硬件的基础上实现安全引导,是对现有计算机系统的安全增强措施.     

基于可信网络连接的多级涉密网安全接入方案

分析多级涉密网安全接入的需求,提出了基于可信网络连接的多级涉密网安全接入模型。模型通过引入安全属性检查规则,检查接入设备和设备中客体的安全属性,以确保其接入不会造成敏感信息的泄露;通过引入完整性度量规则,实现多级涉密网与接入设备双向完整性度量。在可信网络连接架构的基础上增加认证信息库,提出了一种多级涉密网安全接入架构,设计了对应的安全接入认证协议,协议以先完整性度量后用户认证的顺序实现了接入双方安全可靠的互认证。对比分析表明,该协议的效率比其他接入认证协议的高。     

基于物联网技术的数字化校园网络安全防御系统设计

针对校园网络设备易受木马病毒攻击，导致网络安全防御效果降低的问题。提出设计一个基于物联网技术的数字化校园网络安全防御系统。首先，基于可信物联网设备和i.MX6q开发板，搭建基础可信物联网设备原型系统；然后在原型系统的基础上搭建一个基于TrustZone的可信物联网设备系统，通过TrustZone的安全和可信混合启动技术保证系统启动阶段的完整性。实验结果表明，设计的原型系统功能完善，具备可行性。且Flash Bootloader的安全启动模块运行时间占Bootloader启动时间的比例为0.89%,OP-TEE OS的可信启动模块运行时间占OP-TEE OS启动时间的比例为37.79%,对比于OP-TEE OS的可信启动模块，Flash Bootloader的安全启动模块对系统产生的性能影响较小。进一步验证提出的基于安全和可信混合启动技术可有效保证系统的完整性，从而增强系统安全性。     

协作型虚拟化系统的可信启动技术研究

为解决虚拟化系统启动过程的安全性问题,将可信度量与可信链传递的思想引入虚拟机监控器的可信启动过程中,提出了协作型VMM系统的可信启动流程.采用SHA-1算法,结合启动过程复杂性和度量数据多样性,在启动过程的多个关键点上对内核、程序代码和配置文件等进行度量,并在发现异常时终止启动,能够避免系统敏感信息泄露,提升系统的安全性.测试结果表明,所设计的可信启动流程能够确保系统引导和内核自启动过程的安全可信,为虚拟化系统的安全启动提供了可行的解决方案,9.8％的时间开销对系统性能影响并不明显.     

一种安全引导的设计与实现

基于可信根和信任链的概念,通过对GRUB引导过程的分析,设计并实现了一种基于GRUB的安全引导sGRUB.在sGRUB引导过程中,当每次进行控制权转移时,对将要转移到的下一层,进行完整性验证.如果验证通过,进行控制权的转移;如果验证不通过,则从uSB-Key中进行完整性恢复.整个引导过程将按照信任链的传递进行,处于一种可信的状态,为系统的安全提供可靠的基础,从而提高系统的安全性.     

一种适用于嵌入式终端的可信安全方案

针对嵌入式平台的安全问题,提出一种基于可信计算技术的嵌入式终端可信安全方案。采用可移动的启动存储介质作为核心可信度量根的带双启动模式的混合型信任链结构,缩短根节点到每个节点在信任链上的距离;采用预计算摘要值法度量节点完整性;简化并移植在PC平台上的可信软件协议栈;提出嵌入式可信网络接入机制,从而实现了嵌入式终端可信环境的建立。最后实验结果表明,该方案可以在启动中检测出代码是否被篡改,且启动时间开销相比于普通可信启动减少约15.8%,因此可基本上保证终端的安全性。     

基于可信密码模块的SoC可信启动框架模型

为满足嵌入式终端对信息安全的要求,设计了基于可信密码模块的SoC可信启动框架。该框架的特点在于对引导程序U-boot做功能上的分割,且存储在不同的非易失性存储器中,并增设了通信模块,使之在操作系统启动之前就具有发送和接收文件的功能。将引导程序的各部分与操作系统核心文件均作为可信实体,发送至可信密码模块进行完整性度量,若度量成功则可信密码模块返回下一阶段的启动信号并在其本地存储器中保存可信实体;若度量失败则禁止启动。实验结果表明,该框架是可行、有效的,可以满足现今嵌入式终端在信息安全方面的需要。     

嵌入式终端远程可信升级设计

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终端设备安全问题的新思路。基于TPM构建嵌入式可信终端,采用TPM的身份鉴别、数字签名、完整性度量技术进行系统升级,核心模块的升级更新和应用程序的升级更新设计,并解决了升级过程意外中断、远程升级传输误码等关键性技术问题。     

安全中间件之公共安全操作平台

安全中间件是为解决安全的复杂性而引入中间件思想、技术提出的，它与中间件一样，采用了分层的体系架构，从不同的多个层面屏蔽现实生活中所遇到的复杂安全问题，既是平台又是接口，既是框架又是模式解决方案。本文讨论了安全中间件的核心层一公共安全操作平台，以公钥密码加密标准PKCS#11展开设计，强调协作、多平台、多任务的支持。     

网络空间安全与意识形态安全

互联网的迅猛发展,使得中国面临着一些较为复杂的意识形态问题和社会舆论问题。一些西方国家通过互联网,对我国实施资本主义性质的文化入侵,企图从意识形态上实现对中国的控制。由此可见,网络空间安全与意识形态安全既关系着我国的生存发展命脉,也直接反映出中国的国家软实力,必须引起高度重视。     

社保卡的安全体系研究

IC卡作为一种微型智能产品,目前广泛应用于各行各业。社保卡采用的是IC卡其中的一种,即CPU卡。社保卡作为在劳动保障领域办理有关事务的身份验证和交易消费的唯一电子凭证．安全性尤为重要。通过对社保卡内部结构和安全体系的设计要求的分析,在着重探讨社保卡的安全体系划分（安全状态、安全属性、安全机制、密码算法和密钥管理）、如何通过卡内操作系统COS来管理卡内软硬件资源以及如何通过安全通道与外界交换信息来保证用户数据安全的传输的基础上,以达到社保卡安全应用的目的。     

信息安全、网络安全、网络空间安全的研究

近些年,信息安全、网络安全以及网络空间安全已成为大众所普遍关注的热门话题,但由于媒体的表述不当,使得人们难以有效区分三者,进而影响了信息安全和网络空间的建构。此外,人们对网络信息技术的重视程度还不够。因此,笔者基于信息安全、网络安全与网络空间安全的概念,深入探究了三者之间存在的内在联系,以供参考借鉴。     

内网安全访问控制机制浅析

随着计算机和网络技术的不断发展,内网安全问题逐渐引起了学术界和业界的广泛关注,如何针对目前内网安全方面的问题提出切实可行的安全防护措施,从而确保对内网信息的可信和可控成为摆在我们面前亟待解决的问题。本文正是基于此,针对内网安全访问控制机制的相关问题进行了分析和研究。文章首先分析了内网安全访问对于可信性需求,然后提出了可信性访问控制体系的结构,并针对该结构的特点进行了分析与阐述。希望本文的研究能够为内网安全问题提供相关解决思路,同时对于其他领域的理论研究也能起带来帮助。     

安全操作系统中的安全管理增强功能

针对一般操作系统在自保护和管理控制机制薄弱方面的缺陷，本文介绍了由笔者等设计开发的一个基于特权分化模型PDM(Privilege—Divided Model)，该模型依据最小特权原则，将原有系统中超级用户的特权集合加以细分，由多个管理员取代单个超级用户，同时采用了Capability机制和引进了Voting机制。最后介绍了在安全增强操作系统SoftOS上从管理层到核心层的特权细化实现工作。     

网络安全与网络安全文化

该文论述了文化对人的网络信息行为的影响,介绍了网络安全文化的产生背景和构成。并对网络安全文化的内涵及作用机制进行了研究。     

计算机安全与保密技术

给出了计算机安全的定义,从计算机硬件和软件两个方面分析了计算机的安全问题。并介绍了计算机安全的策略和解决方案。     

Strategic Security Intelligence — Embedded Security

Networks dominate today’s computing landscape, yet commercial technical protection is lagging behind attack technology. As a result, protection programme success depends more on prudent management decisions than on the selection of technical safeguards. Managing Network Security takes a management view of protection and seeks to reconcile the need for security with the limitations of technology.     

网格计算安全构架及其实现

网格要实现分布资源的共享,必须构建新的安全体系,制定更高要求的安全机制。通过分析网格计算的安全特性和安全策略,研究了网格计算的安全体系结构,讨论了结构中的主要技术和用户任务的安全认证过程。介绍了Globus Toolkit 3(GT3)中安全机制的实现,探讨了Globus Toolkit 3为体现OGSA思想对安全机制和任务分配流程的改进。