基于云计算环境的平台可信度认证问题研究

为了搭建可信的云计算环境,云平台和用户平台之间需要进行相互认证。鉴于云环境的基本特征,提出一种基于云环境的平台可信度认证模型(CCEBA)。该模型引用可信计算平台远程证明的思想,将改进的基于模块和组件属性的可信证明方案应用于云平台的可信度认证中。用户平台认证则采用改进的基于系统行为的可信证明方案。实验结果表明,该认证模型有效地提高了云平台和用户平台之间认证的可信度,并且提高了远程证明的效率,从而搭建了可信的云计算环境。     

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。     

基于可信计算的远程认证在DRM中的应用

本文通过对TPM进行介绍,重点对TPM在认证协议中用到的相关技术做了详细的说明,并指出在远程认证过程中容易出现的问题,提出了一种基于可信平台的远程认证的完整性协议,并将其在DRM中如何应用做了简要说明。     

基于可信计算的动态组件属性认证协议

远程认证是可信计算平台的一种重要功能,二进制方法和基于属性证书的认证是其两种认证方法。属性认证能隐藏平台软件和硬件的配置信息,是静态的,不能动态验证现在正在运行的平台的实时信息。结合这两种方法的优点,提出了一种基于动态组件属性的认证协议,将二进制认证、属性认证和组件认证结合到该协议中。对协议进行了详细的说明和安全性分析,实验结果表明,该认证方法是有效的、保密的和可行的。     

可信云平台远程证明

可信云计算是一种全新的互联网应用模式,它即将成为人们获取信息和服务的主要方式。但在云平台向用户提供远程证明方面,还存在明显的安全漏洞和不足之处。目前所使用的证明方法暴露了平台的属性信息,使攻击者跟踪这些信息进行有针对性的攻击。使用可信环签名的远程证明方法,可以保证平台的匿名性,保护了平台隐私,提高了平台的安全性。最后,通过IKE协议验证了可信环签名方法,确保了它在云计算平台上的可行性。     

一种可信终端运行环境远程证明方案

可信终端的远程证明无论是基于二进制的证明方案还是基于属性的证明方案,针对的均是终端的静态环境,反映的是终端的软件配置结构,并不能证明终端运行环境的真正可信.针对这一问题,提出了一种终端可信环境远程证明方案.针对静态环境,该方案考虑了满足可信平台规范的信任链以及相关软件配置的可信属性证明;针对动态环境,该方案考虑了终端行为的可信属性证明.并分别给出了信任链、平台软件配置和终端行为等属性证明的可信性判定策略和算法,以及终端运行环境远程证明的综合性判定策略和算法.另外,在Windows 平台上,设计和实现了该方案中的两个核心实体：证明代理和验证代理,并设计了证明代理和验证代理之间的通信协议.最后,介绍了该方案在Windows 平台上的一个典型应用案例以及证明代理在该应用实例中的性能开销.应用实例验证了该方案的可行性.     

基于属性的Chameleon远程认证

针对目前远程认证方案中存在的配置信息易泄露、证书管理复杂等缺陷,在属性认证思想的基础上提出了一种基于属性的Chameleon远程认证方法。该方法采用Chameleon hash函数对认证过程进行改进,利用Chameleon hash函数的抗碰撞性对平台配置信息进行保护,并用Chameleon哈希计算结果作为平台属性凭证进行远程认证。分析结果表明,该方法增强了远程认证的灵活性与安全性。     

基于可信平台的IED远程安全通信的设计

在分析变电站通信安全需求的基础上,把可信计算平台（TPM）置入到变电站自动化的智能电子设备IED中,提出以TPM芯片为硬件基础、以远程认证为手段的远程通信安全解决方案,建立一种嵌入TPM平台的网络安全模型,这种模型通过增加TCG功能,对可信平台进行完整性认证,并对远程通信进行身份认证的方法,为企业信息系统和网络安全提供全面的安全服务。     

一种基于行为证明的主观动态可信模型建立方法

在分布式环境中如何在实体之间建立信任关系一直是信息安全领域研究的热点问题,远程证明为解决该问题提供了一种新的研究方向。远程证明是可信计算中非常重要的特性,利用可信远程证明方法能够在实体之间建立起信任关系。但是,二进制等静态远程证明方法对于计算平台的可信性证明存在明显不足,在建立信任关系时不能够提供充分的证据。主要研究基于行为证明方法在实体之间如何建立可信关系的问题。因此,利用基于行为的远程证明方法对计算机平台可信性进行证明,该方法能够为建立信任关系提供更加准确的经验结果。在证明过程中存在一些不确定因素,这些不确定因素将影响信任关系的建立以及评估。利用主观逻辑对信任关系进行了度量,建立了TMBA动态可信模型,该模型能够在基于行为证明所获得的经验的基础上,通过考虑过去经验以及现有经验分析信任关系的动态性,并且将信任关系中的信任度用主观逻辑的观点来表示。最后给出根据TMBA对信任观点进行计算的方法。     

虚拟计算平台远程可信认证技术研究

与传统的单机系统按照可信平台模块、可信BIOS、操作系统装载器、操作系统内核的信任链传递方式不同,虚拟化计算环境信任链按照可信平台模块、可信BIOS、虚拟机监控器和管理虚拟机、用户虚拟机装载器、用户虚拟机操作系统装载器、用户虚拟机操作系统内核的方式进行.文章对虚拟计算平台远程完整性验证的安全需求进行了分析.为防止恶意的虚拟机监控器篡改虚拟机的完整性证明,文章提出虚拟机平台和虚拟机管理器两级的深度认证.在对虚拟机认证过程中,远程挑战者需要通过虚拟机或者直接与虚拟平台建立联系来认证平台的虚拟机管理器层.为防止中间人攻击,文章提出将物理平台寄存器映射到各虚拟平台寄存器的方式解决虚拟机与物理平台的绑定问题.     

基于双重完整性的可信证明模型

传统可信远程证明方法对于动态证明问题描述不足,且在可信证明过程中,证明主/客体交互行为对于可信性的影响缺乏理论依据。为此,提出一种基于证明主/客体双重完整性的可信证明模型,在该模型中引入可信性概念,定义可信属性及可信状态的建立规则,根据该模型设计可信证明系统,并分析主/客体不同完整性的证明方法。     

开放网络环境下的属性远程证明

为解决基于完整性验证的可信平台证明机制中存在的诸多问题,给出了一个基于平台属性的远程证明抽象模型,借助可信第三方实现平台属性的有效验证。并使用逻辑安全语言对该模型进行了形式化描述和可行性验证。这种新的可信平台证明方式丰富了平台证明的安全语义,并且更适用于公平、开放的网络环境。     

实时监控下的动态远程证明模型*

针对现有远程证明技术仅对远程平台进行接入网络前的静态信息验证的局限性,本文提出了实时监控下的动态远程证明模型（DRAM-RTM）,该模型从平台行为和实时监控两个方面提升远程平台接入网络后的可信性。它将平台行为分为系统访问控制策略的变化行为和用户的应用行为,并将对行为的完整性度量和对动作执行情况的验证联合起来以提高证明的可信性;考虑到实时监控的负载开销,模型根据远程证明的历史验证结果动态调整监控力度,提高了模型的性能;最后给出该模型的协议并进行了分析。     

云环境中可信虚拟平台的远程证明方案研究

云环境中如何证明虚拟平台的可信,是值得研究的问题.由于云环境中虚拟平台包括运行于物理平台上的虚拟机管理器和虚拟机,它们是不同的逻辑运行实体,具有层次性和动态性,因此,现有的可信终端远程证明方案,包括隐私CA （privacy certification authority,简称PCA）方案和直接匿名证明（direct anonymous attestation,简称DAA）方案,都并不能直接用于可信虚拟平台.而TCG发布的Virtualized Trusted Platform Architecture Specification 1.0版中,可信虚拟平台的远程证明方案仅仅是个框架,并没有具体实施方案.为此,提出了一种自顶向下的可信虚拟平台远程证明实施方案——TVP-PCA.该方案是在虚拟机中设置一个认证代理,在虚拟机管理器中新增一个认证服务,挑战方首先通过顶层的认证代理证明虚拟机环境可信,然后通过底层的认证服务证明运行于物理平台上的虚拟机管理器可信,顶层和底层证明合起来确保了整个虚拟平台的可信,有效解决了顶层证明和底层证明的同一性问题.实验结果表明,该方案不仅能够证明虚拟机的可信,而且还能证明虚拟机管理器和物理平台的可信,因而证明了云环境中的虚拟平台是真正可信的.     

一种基于属性环签名的高效匿名证明协议

远程证明是可信计算领域中亟待突破的重要问题。结合二进制证明和基于属性的证明,应用环签名思想提出了一种简单、高效的匿名远程证明协议。该协议不需要属性证书,也不需要AIK证书,它通过借助一个离线可信第三方,应用可信计算绑定和密封机制,采用基于双线性对的属性环签名,同时实现了平台的身份证明和完整性状态证明。分析和实验表明,该协议具有不可伪造性、平台身份匿名性、配置隐私保护性和抗共谋性,并具有很高的运行效率;与现有典型的基于双线性对证明协议相比,签名长度减少了79.73%,所需验证的双线性对减少了50.00%,很好地解决了一直困扰可信计算中的远程证明和效率问题。     

身份证实证书在可信计算中的应用

证书体系在可信计算中具有基础支撑作用,它参与完成了信任传递的整个过程。该文研究身份证实证书（AIK）的内容、产生和其他证书的关系,分析其在远端主机证明的作用和过程。用可信计算技术和AIK证书加强安全套接层（SSL）协议的方法和步骤解决SSL协议中无法验证服务器程序真实性的问题。     

移动智能终端平台基于行为的远程证明方案

移动智能终端平台集通信、社交、网上购物、娱乐等众多功能于一身,恶意程序对相关服务的破坏可能威胁到用户财产和个人隐私的安全. 远程证明是可信计算的核心功能之一,它使得移动智能终端能向远程服务提供方证明平台运行状态的安全性. 传统的远程证明方案主要应用于计算机平台,无法很好的适应软件频繁更新、多方服务共同运行的移动智能终端环境. 针对移动智能终端环境的特点,本文设计了一种基于行为的远程证明方案,通过软件开发人员定义软件行为列表,终端系统强制实施行为限制,服务提供方自定义策略对终端环境进行验证的方式,满足了服务提供方保障其服务安全运行的需求. 方案原型的实现和评估表明本文方案兼具较强的安全能力和较高的性能.     

基于VMI的虚拟机远程证明方案

可信计算组织（TCG,trusted computing group）提出的虚拟机远程证明方案可以为云计算平台提供虚拟机完整性验证服务,而直接使用 TCG 提出的方案性能较低,并且会受到布谷鸟攻击的威胁。利用虚拟机自省技术（VMI,virtual machine introspection）设计了新的虚拟机远程证明方案。通过在虚拟机监视器（VMM,virtual machine monitor）中获取虚拟机远程验证证据的方法消除在虚拟机内执行布谷鸟攻击的路径,利用物理可信平台模块（TPM,trusted platform module）保证虚拟机远程验证证据的完整性,减少了身份证明密钥（AIK,attestation identity key）证书的产生数量,降低了私有证书颁发机构的负载。实验表明,方案可以有效验证虚拟机的完整性状态,在虚拟机数量较多的情况下,性能优于TCG提出的虚拟机远程证明方案。