IaaS环境下虚拟机运行时VIF策略动态加载机制

针对采用VEB（Virtual Ethernet Bridge）模式的IaaS（Infrastructure as a Service）虚拟网络架构面临的虚拟机网络策略有效性问题,研究了保障虚拟机全生命周期网络策略有效性的策略动态加载机制。通过解耦合虚拟机网络策略于虚拟机默认配置文件、分析影响虚拟机网络策略有效性的因素并定义虚拟机网络策略加载要素,提出了虚拟机运行时VIF（Virtual network Interface）网络策略动态加载机制,以虚拟机状态变化过程为依据选取合适时间点加载网络策略至正确位置。实验结果表明,该机制可以在毫秒级耗时内完成虚拟机网络策略加载,保障虚拟机在全生命周期中不出现策略空白;同时,基于虚拟机网络策略的独立性,该机制可按需扩展网络策略并支持虚拟机运行时策略动态变更。     

可信云服务

针对云计算环境中单个计算节点可信性问题以及虚拟机迁移过程中多个节点间信任关系保持问题,基于我国可信计算技术的可信平台控制模块（trusted platform control module,TPCM）提出了一种可信虚拟执行环境构建方法.该方法通过将国产可信根TPCM虚拟化为云中的每个虚拟机生成了虚拟可信根,并将云信任链从物理层传递到虚拟层,实现了单个计算节点可信执行环境的构造;针对云虚拟机的动态迁移特性,基于多级认证中心设计了适合虚拟可信根迁移的证书生成及管理机制,并提出了一种虚拟可信根动态可信迁移方案,保障了迁移过程中信任关系在多个节点间的保持.实验结果表明：该方案能构造虚拟可信执行环境,实现虚拟可信根的动态可信迁移.

     

一种指纹特征识别的可信验证数字签名系统

针对云计算定制和交付两个出入口的安全问题,提出一种以可信云安全计算为支撑,基于传统密码学数字签名技术,设计了以生物指纹特征为可信计算的验证数字签名技术模型.首先利用二值化和细化算法生成1个像素宽度纹线的指纹图像教学模型框架,提取框架中的指纹特征点,进行数字指纹特征点的拓扑结构等价变换,并进行非对称加密,实现了基于指纹特征识别的可信验证数字签名信任根.结果表明该方法具备生物特征“零知识”验证特点,具有抗攻击性强、加解密运算速度快的优势,从而提高可信云-端的用户安全防御能力.     

基础设施云模块化解构

提出一种基础设施云模块化解构模型,将典型的基础设施云解构为5个子系统,即虚拟化运行环境子系统、云存储子系统、虚拟网络子系统、模块互联子系统、用户管理子系统. 依据该模型对主流基础设施云的体系结构、主要模块、主要功能和性能指标等进行了对比分析,为系统构建、选型和关键技术研究提供参考.     

基于Xen的可信虚拟机系统TV/Xen的研究设计

可信计算的出现为维护信息系统的安全带来了新的思路和方法,可信计算存在的应用问题的解决对于更好的利用可信计算技术维护信息系统的安全性将具有十分重要的意义.本文研究设计一套基于Xen的可信虚拟机系统TV/Xen,对系统的构建方法进行了研究和探讨,并利用该系统解决了针对TCG完整性度量的TOCTOU攻击问题.     

一种可信局域网计算环境原型系统的实现

局域网作为网络拓扑的基本构成单位,其安全问题显得尤为重要。可信计算相关研究的兴起,为可信局域网理论与实践的探索提供了新的契机。本文提出一种可信计算环境的研究框架,将实体、行为及可信规则作为可信计算环境的三要素,以研究可信的单机计算环境及可信的局域网计算环境;提出一种可信的局域网计算环境架构,设计并实现此架构的一个原型系统。     

云实训室建设探讨

从学校实训室的现状出发,结合网络存储和云计算技术的应用,提出了一个适合的云实训室的解决方案来解决现在实训室的问题。提出的方案为准备建设云实训室(或云机房)以及建设智慧校园的学校提供一个了借鉴。     

支持不同粒度运算的远程数据完整性验证

用户数据安全和隐私保护是云计算面临的巨大挑战。公开验证方案中的数据通信、数据存储、完整性与可用性验证、动态数据、数据签名等不同操作对数据粒度的需求不同。本文将数据文件组织为块、子块和基本块三种不同的粒度,提出一种支持不同粒度运算的完整性验证方案。该方案支持公开审计和数据块动态操作。分析了方案的安全性、通信性能、存储性能,结果表明新方案是高效的、安全的。     

云计算中支持隐私保护的多银行电子现金系统

鉴于云计算可以解决传统网络中电子现金系统的隐私泄漏、交易不规范和高成本投入等问题,提出一种云环境中支持隐私保护的多银行电子现金方案.该方案运用可信平台模块(Trusted Platform Module,TPM)提供的隐私保护和远程证明功能,实现从电子支付系统终端到上层应用的安全性,运用群签名技术提高电子现金支付的效率和匿名性.最后对提出的方案进行了安全性分析.     

云存储中基于SBT的数据完整性验证机制

云存储中数据完整性验证的主要思想是利用树形或类树形数据结构来存储用户外包的数据,并将该数据结构与适当的密码学技术结合使其具备可认证性,即认证字典。该文将基于结点大小平衡树(size balanced tree,SBT)结构来构建认证字典,并在该认证字典基础上设计出数据完整性验证方案。基于SBT结构的数据完整性验证方案能更好地支持动态数据集的完整性验证,避免了数据更新引起的周期性重构。实验结果表明,相对于基于AVL树、Treap的认证结构,基于SBT结构的认证字典具备更好的平衡性和更高的数据操作效率。     

基于属性签名的属性远程证明方案

摘 要: 可信计算中的远程二进制平台完整性证明方式存在平台（软,硬件）配置泄露问题,导致针对性攻击、差别化服务和匿名性破坏。提出利用属性基签名（attribute based signature,ABS）构造远程证明中的属性证明方案（property based attestation,PBA）。将属性签名中的签名策略（属性树）映射到远程证明中的安全属性。利用属性签名的匿名性的特点,验证者无法得知证明方的具体配置,仅能得知证明者是否满足签名策略也就是安全属性,达到验证属性证明目的。方案中无需使用属性证书,由不同授权机构管理平台配置,共同生成属性签名。在标准模型下对方案进行了安全性证明,满足正确性、不可伪造性和隐私性。     

可信计算技术在云计算安全中的应用

安全问题是制约云计算发展的关键.分析了云计算环境下的安全需求,根据可信计算平台的关键部件TPM和可信网络连接,以及可信存储提供的功能,从认证、访问控制、数据安全、用户行为追踪、合规性支持、虚拟化安全支持,以及应急响应和法律监管支持等方面研究了可信计算技术对云计算安全的支持,以期为云计算的安全提供保障.     

基于公有云SaaS模式的科技园区服务平台

针对科技园区内的企业,尤其是中小型企业信息化建设的现状,对云计算的特性、结构进行了研究,从而找出最合适的基于公有云SaaS模式的园区公共服务平台解决方案,对该平台的技术架构以及使用效益进行了阐述,论证了该方案对提升园区企业信息化建设水平和园区管理效率的促进作用.     

嵌入式可信终端认证原型的研究与实现

针对目前终端面临的安全隐患,利用可信计算思想,提出了嵌入式可信终端认证原型的设计方案。该方案将口令、生物特征、证书机制和可信认证机制相互融合,构建出用户、终端和应用三层次嵌入式可信终端认证原型,并对可信终端的硬件环境构成、可信引导和可信认证等问题进行了深入分析。该原型对TCG定义的TPM功能进行了扩展和应用,可为嵌入式终端平台提供可信的计算环境。     

基于可信计算技术的自助服务系统终端可信环境构建研究

利用可信计算技术手段,以硬件为信任根,逐级检查计算设备终端的可信性.当发现设备内软、硬件处于异常状态即停止服务的启动或运行,极大地减小了恶意用户攻击的可能性.提出了自助服务系统终端可信环境的实现方法,从源头解决了计算机系统的安全问题.     

云环境下基于信任的入侵防御研究

云计算从提出以来就具备着动态性、虚拟化和开放性,频频出现的各种大型的云安全事故使得云环境中的安全性受到质疑。为了能够确保云环境的安全,将入侵防御技术与可信计算的信任理论相结合,提出了一个云环境下基于可信计算的入侵防御框架模型。该模型从入侵防御的原理出发,首先实时监控采集、获取行为特征,然后将这些特征进行规范化,并逐步确定各个特征的权重后得出用户节点的可信度。利用多种云端的集群服务器引擎进行检测防御以及综合分析决策和聚类分析,使云端能够及时快速、高效地抵御恶意行为的攻击,改变传统入侵防御各自为营,检测防御滞后的状况,为云用户提供最大安全限度的入侵防御服务,同时也能够确保云端抵御攻击,做到云端和云用户双向安全的效果。     

基于计算平台安全属性的高效远程证明方案

现有的基于平台安全属性的远程证明方法对认证双方所传输的信息进行了加密,虽然可以实现数据保密,但认证过程耗时比较长,针对该问题,提出2个基于平台属性的远程证明方案以提高平台属性的验证效率,其中基于可部分否认的认证方案在远程证明的性能优化方面表现显著,基于Bloom过滤器与Paillier加密的认证方案的性能提升虽然不如可部分否认的认证方案,但是该方案对所传输的信息能够具备保密特性,这2个认证方案适用于对远程证明效率要求较高的应用场景,同时能够实现身份认证时对计算平台安全性的检查与校验.     

云计算环境下虚拟机快速实时迁移方法

针对云计算数据中心中虚拟机实时迁移时间过长的问题,提出了一种虚拟机快速实时迁移方法.通过对预拷贝模型进行公式化描述和性能分析,在预拷贝方法中增加了用于标记改动频繁内存页的页位图.在迁移过程中对改动频繁的内存页进行判断,将改动频繁的内存页标记到新增的页位图中,并只在最后一轮迭代中传输.实验结果证明,与传统的预拷贝方法相比,改进后的预拷贝方法明显地减少了迁移时间,达到了快速迁移虚拟机的目的.     

一种云计算适用的虚拟可信报告根构建机制

可信计算技术能够为云计算基础设施提供可信赖的状态及其验证手段,而可信报告这一可信平台基础功能在云环境的实现与普通主机有较大差异,如何构建虚拟可信报告根还没有通用和成熟的方案,将影响远程证明等可信技术在云环境的应用。为构建云计算适用的可信计算体系结构,解决为虚拟机提供唯一性身份标志和反映虚拟机与物理宿主机统一的完整性状态问题,明确了虚拟机应拥有各自独立的基于秘钥的身份标志以及虚拟机所属平台配置寄存器（PCR）类敏感信息必须是受保护的、可迁移的以适应虚拟机迁移需求。由进一步分析可知虚拟机完整性状态应包含以PCR值表示的虚拟机完整性状态和物理平台完整性状态。由此,在集中管理虚拟化/非虚拟化可信计算平台的模型预设条件下,基于国际可信计算组织（TCG）规范提出的身份证明秘钥（AIK）概念进行扩展,提出一种使用虚拟AIK作为虚拟机身份标志,并为每个虚拟机生成由其实际物理平台启动PCR值和虚拟机启动虚拟PCR值连接而成的PCR值的可信报告模型。设计了对应的虚拟PCR值复制机制、完整性报告机制、虚拟机敏感数据管理机制,并与TCG规范中方法进行了对比。该机制在兼容传统AIK验证机制的基础上,能够为每个虚拟机产生独立身份标识,向验证者证明自身完整性状态的同时简化了对虚拟机的验证流程。