动态Huffman树平台配置远程证明方案

为了进一步提高平台配置远程证明方案的效率,在基于Merkle哈希树的远程验证机制RAMT的基础上,改进了可信实体散列值的存储方案,提出了基于动态Huffman树的平台配置远程证明方案RADHT,给出了算法效率的理论证明过程。认真讨论了可信实体的散列值存储方案,详细描述了动态Huffman树平台配置远程证明方案的体系结构、度量及验证过程,给出了一个完整性度量算法示例,并讨论了新机制的隐私保护能力和验证效率。与RAMT方案相比,新机制考虑了可信实体的散列值被查询的概率及其概率的动态更新问题。结果表明,新机制改进了平台配置远程证明方案的效率。     

一种改进的组签名平台配置远程证明机制

针对远程证明效率低、隐私保护能力及可伸缩性差的问题,提出一种基于可动态调整的非平衡Merkle哈希树的平台配置远程证明机制。借鉴Merkle哈希树远程证明方案,考虑可信实体完整性度量值被请求的概率,综合利用组签名技术和动态Huffman树构造算法的优势,不仅能大幅减少可信实体度量日志的存储空间,屏蔽具体的可信实体的哈希值,而且缩短认证路径长度。给出具体的软件分发算法、完整性度量和验证算法,并从验证效率、隐私保护和可伸缩性3个方面分析算法的优势。分析结果表明,该机制可提高远程证明算法的效率、隐私保护能力及可伸缩性。     

基于Chameleon哈希改进的平台配置远程证明机制

为了进一步提高平台配置远程证明机制的实用性,针对RAMT(remote attestation based on Merkle hashtree)方案的不足,基于Chameleon哈希算法,采用软件分组的思想,改进了RAMT方案,给出了实验证明。认真讨论了RAMT方案的特点,详细描述了改进后的RAMT方案的体系结构、度量及验证过程,并深入讨论了新机制的特点。实验结果表明,新机制不仅提高了远程证明机制的可伸缩性,而且进一步增强了隐私保护能力,从而进一步提高了方案的实用性。     

WSN中基于簇的Sybil攻击防御机制

提出一种基于簇的平面Merkle哈希树的Sybil攻击防御机制。将网络分成簇,单个簇内的节点维护一棵Merkle哈希树,利用Merkle哈希树生成密钥。理论分析与模拟实验证明,该机制具有较高的安全连通性和较低的能耗,有较长的网络生命周期和较短的认证时延。     

一种基于局部性原理的远程验证机制

为了提高嵌入式平台配置远程证明方案的效率,在基于Merkle哈希树存储结构的基础上,结合程序的局部性原理,考虑平台下程序验证的时间特性,对存储程序模块完整性度量值的数据结构进行了改进,提出了一种基于局部性原理的远程验证机制。实验分析表明,新的机制可以减少构造存储度量日志的时间消耗,缩短应用程序实时认证路径的长度,提高平台配置远程证明的验证效率。     

度量行为信息基的可信认证

为了提高远程认证的灵活性和效率,提出将Merkle哈希树应用到基于可信平台的行为动态验证中,给出创建认证度量行为信息基AM_AIB的过程。通过度量当前行为,计算得到行为发生时根哈希值,然后远程认证。根哈希值由可信平台模块(TPM)签名,传递给服务器端验证,如果和服务器端的根哈希值一致,表明该行为是可信的。可根据行为特性设计不同粒度的行为信息基。实验结果表明,该模型能提高时间性能,验证方式灵活,保护平台隐私,克服了基于属性验证的静态特点,确保了平台应用软件运行时可信。     

基于非平衡哈希树的平台完整性远程验证机制

为提高计算平台完整性度量的远程验证效率,提出一种基于非平衡哈希树的平台远程验证机制。平台可信实体的散列值以非平衡哈希树叶子节点的结构存储,远程验证时,查找度量实体对应的叶子节点,记录该叶子节点到根节点的验证路径,然后传递根节点和验证路径给验证方,最后根据验证路径重新计算根节点来验证度量值的有效性。实验结果表明,该机制能够有效降低散列值存储的空间和时间开销,完整性度量验证的时间复杂度为O(lb N)。     

基于非平衡哈希树的平台完整性远程验证机制

为提高计算平台完整性度量的远程验证效率,提出一种基于非平衡哈希树的平台远程验证机制。平台可信实体的散列值以非平衡哈希树叶子节点的结构存储,远程验证时,查找度量实体对应的叶子节点,记录该叶子节点到根节点的验证路径,然后传递根节点和验证路径给验证方,最后根据验证路径重新计算根节点来验证度量值的有效性。实验结果表明,该机制能够有效降低散列值存储的空间和时间开销,完整性度量验证的时间复杂度为O(lb N)。     

云存储中基于MHT的动态数据完整性验证与恢复方案

针对云服务器上存储数据完整性验证过程中的高通信开销和动态数据验证问题,提出一种基于Merkle哈希树(MHT)的动态数据完整性验证与恢复方案。首先,基于MHT构建了一种新型分层认证数据结构,将数据块的每个副本块组织成副本子树,以此大幅降低多副本更新验证的通信开销。然后,在数据验证中,融入了对服务器安全索引信息的认证,以此避免服务器攻击。最后,当发现数据损坏时,通过二分查找和Shamir秘密共享机制来恢复数据。实验结果表明,该方案在验证过程中能有效降低计算和通讯开销,并能够很好地支持数据的动态操作。     

Merkle树遍历机制的改进及应用研究

无线Mesh网络的网络结构导致了无线Mesh网络具有更多的安全隐患.其中数据完整性校验是保障无线Mesh网络通信安全的一个重要方面,而Merkle可信树适用于批量数据验证.研究无线Mesh网络的安全特点,并研究Merkle可信树数字签名技术.研究表明,在Merkle可信树应用中,遍历可信树计算认证路径节点值需要消耗大量的时间.Merkle可信树的遍历算法的效率是影响Merkle可信树数字签名的关键.在研究的基础上,提出了一种改进的Merkle可信树遍历算法,并将改进后的Merkle可信树应用于无线Mesh网络的数据完整性校验机制.     

面向物联网设备的安全集群证明及修复协议

由于物联网设备本身缺少安全机制, 物联网环境面临着严峻的安全挑战. 而远程证明能够认证设备真实性和完整性, 可以通过远程方式建立对物联网设备的信任. 集群证明是远程证明技术的扩展, 可以适用于大量设备构成的集群. 相较于传统的远程证明, 集群证明解放了验证设备, 提高了验证的效率. 目前, 集群证明方法主要是针对静态网络, 而且对于受损设备也缺乏高效的修复机制. 针对这些问题, 本文提出了一种基于信誉机制和Merkle树的安全集群证明及修复方法. 首先, 本文方法使用信誉机制实现了多对一的证明协议, 能有效解决单点故障, 从设备触发验证, 并且能够适用于半动态网络. 其次, 本文引入Merkle树进行度量, 能够快速地识别被感染的代码块, 并进行高效地恢复; 最后, 本文对提出的集群证明方法进行了安全性分析和性能评估, 结果表明, 本文集群证明在提高了安全性的同时导致的性能开销是可以接受的.     

Data dynamics for remote data possession checking in cloud storage

In cloud storage, storage servers may not be fully trustworthy. Therefore, it is of great importance for users to check whether the data is kept intact. This is the goal of remote data possession checking (RDPC) schemes. In this paper, an RDPC scheme based on homomorphic hashing is proposed. To enable data dynamics, the Merkle hash tree is introduced to record the location for each data operation in the scheme. Data dynamics, including the most general forms of data operations such as block modification, insertion and deletion, are supported. Our scheme provides provable data possession and integrity protection. The security and performance analysis shows that the scheme is practical for real-world use.     

基于模糊身份的动态数据审计方案

云存储服务的快速发展,也带来众多安全挑战.针对云存储数据的完整性,已有的基于模糊身份的审计方案仅仅支持静态数据,因此很多情况并不适用.本文提出了一种基于模糊身份的动态数据完整性审计方案,结合默克哈希树的动态数据结构,实现用户对云端数据的完全动态操作.该方案采用基于模糊身份的密码体制,与基于公钥基础设施的数据完整性审计方案相比,避免了对公钥证书颁发、管理、吊销的过程,降低了通信代价.并且该方案能够支持批量验证,提高认证效率.最后,本文从安全性和功能上对新方案进行分析,能够抵抗伪造攻击,也保护了数据隐私安全,并且在功能上较其他方案也有一定的优势.     

一种基于MB 树的网络共享数据查询和检验方法*

网络数据共享机制将数据置于远程网络服务商处并通过外部访问接口进行共享,用户无需保存数据副本,网络服务商负责数据的安全保障,因此无副本情况下数据用户对网络服务商处存储数据的查询和安全效验至关重要。分析目前对远程存储数据查询和检验常用的Merkle散列树方法,就其对大规模数据进行检验时存在验证过程冗余、验证辅助数据量大等不足,提出一种基于MB 树的网络共享数据查询和检验方法,帮助数据用户确认位于网络服务商处数据的正确性和完整性。利用MB 树非叶结点包含多出度、叶结点直接映射数据等特性对数据文件进行抽象组织,避免Merkle散列树的结点数和深度随数据文件块的增多而呈现线性增长的问题,同时缩短检验过程中的查询认证路径,减少检验所需的辅助认证信息,有效地控制了时间和空间消耗。通过实验分析可知,相较于常用的方法（如Merkle散列树）,处理大规模数据时MB 树更易于构建,也能够更加快速地查询和检验数据文件。     

IPSec协议的远程证明扩展

传统IPScc协议在建立安全通信连接时,没有考虑终端自身安全问题,而可信计算的远程证明机制就是为被接入方提供接入方的自身安全证明,将其引入IPSec协议可以弥补建立IPSe。连接时的终端安全漏洞。首先分析了IPScc协议的IKE协商过程和可信计算技术的远程证明机制,然后以基于数字签名的IKE主模式流程为例,提出在IKE协商阶段引入远程证明机制的IPScc远程证明扩展协议流程及安全分析。该协议引入带有SKAE扩展项的身份证书,实现对终端身份和系统完整性的双重认证,确保端到端的安全连接。协议在保证通信信息的机密性、完整性、新鲜性之外,也充分保护终端平台隐私性。