New extension method of trusted certificate chain in virtual platform environment

When using trusted computing technology to build a trusted virtual platform environment,it is a hot problem that how to reasonably extend the underlying physical TPM certificate chain to the virtual machine environment.At present,the certificate trust expansion schemes are not perfect,either there is a violation of the TCG specifications,or TPM and vTPM certificate results inconsistent,either the presence of key redundancy,or privacy CA performance burden,some project cannot even extend the certificate trust.Based on this,a new extension method of trusted certificate chain was proposed.Firstly,a new class of certificate called VMEK (virtual machine extension key) was added in TPM,and the management mechanism of certificate VMEK was constructed,the main feature of which was that its key was not transferable and could be used to sign and encrypt the data inside and outside of TPM.Secondly,it used certificate VMEK to sign vTPM’s vEK to build the trust relationship between the underlying TPM and virtual machine,and realized extension of trusted certificate chain in virtual machine.Finally,in Xen,VMEK certificate and its management mechanism,and certificate trust extension based on VMEK were realized.The experiment results show that the proposed scheme can effectively realize the remote attestation function of virtual platform.     

基于TPM联盟的可信云平台管理模型

以可信计算技术为基础,针对可信云平台构建过程中可信节点动态管理存在的性能瓶颈问题,提出了基于TPM联盟的可信云平台体系结构及管理模型。针对TPM自身能力的局限性,提出了宏TPM和根TPM的概念。针对可信云中节点管理时间开销大的问题,引入时间树的概念组织TPM联盟,利用TPM和认证加密技术解决数据在TPM联盟内节点间的可信传输问题,提出了一种基于时间树的TPM联盟管理策略,包括节点配置协议、注册协议、注销协议、实时监控协议、网络管理修复协议和节点更新协议,阐述了时间树的生成算法,分析了建立可信节点管理网络的时间开销和节点状态监控的有效性。最后,通过仿真实验说明了模型具有较好的性能和有效性。     

可信终端动态运行环境的可信证据收集机制

可信计算的链式度量机制不容易扩展到终端所有应用程序,因而可信终端要始终保证其动态运行环境的可信仍然困难.为了提供可信终端动态运行环境客观、真实、全面的可信证据,提出了可信终端动态运行环境的可信证据收集机制.首先,在可信终端的应用层引入一个可信证据收集代理,并将该代理作为可信平台模块(trusted platform module,简称TPM)链式度量机制的重要一环,利用TPM提供的度量功能保证该代理可信;然后通过该代理收集可信终端的内存、CPU、网络端口、磁盘文件、策略配置数据和进程等的运行时状态信息,并利用TPM提供的可信存储功能,保存这些状态信息作为终端运行环境的可信证据,并保障可信证据本身的可信性.该可信证据收集机制具有良好的可扩展性,为支持面向不同应用的信任评估模型提供基础.在Windows平台中实现了一个可信证据收集代理的原型,并以一个开放的局域网为实验环境来分析可信证据收集代理所获取的终端动态运行环境可信证据以及可信证据收集代理在该应用实例中的性能开销.该应用实例验证了该方案的可行性.     

云计算中动态可信平台模块的实现

针对目前在云计算环境中用户虚拟计算环境不可信的问题,利用可信平台模块虚拟化技术,在云服务器端为用户构造一个虚拟可信平台模块,然后以虚拟可信平台模块为基石,为用户在云服务器端构造了一个虚拟的可信计算环境,从而使现有的云计算用户中虚拟计算环境的可信情况获得了有效保障。通过与现有的可信平台模块虚拟化方案作对比发现,所提方案不仅周全地考虑了在云计算中虚拟机效率损耗的相关问题,而且相较显著提高了它的安全性和执行效率,更加适合被应用于用户虚拟计算环境。     

基于TPM的可信集群系统设计与实现

集群系统既有分布式系统的特点,又有单一系统的特征。由于传统集群计算节点缺少可信计算平台的支持,集群作为一个单一的系统缺少可信安全技术的支持。作为一个分布式系统,其可信安全机制和信任链传递机制又很不同于单机系统。在TCG可信计算的规范和可信链的基础之上,提出了可信集群的构架,构建了基于TPM的可信集群,实现了基于可信集群架构的可信集群系统。针对集群中的应用,对所实现的可信集群系统如何解决集群中的可信安全问题作了探讨和研究。     

基于USB KEY和BIOS的TPM故障解决方案

目前的可信计算研究方案,比较多地强调应用TPM模块,但对TPM模块自身的可靠性和稳定性等考虑的较少,若TPM发生故障,则整个系统就无法正常工作,同时用户的一些重要信息也不能恢复。文中提出了一种基于USB KEY和BIOS的安全解决方案,当TPM故障时,调用禁用TPM模块,使TPM进入功能禁用状态,不进行度量操作,计算机进入非可信工作模式;在启动过程中,利用USB KEY和访问控制模块,实现在BIOS层的身份认证;利用保存在USB KEY里的相关密钥,恢复用户的一些重要信息。     

隐私增强直接匿名证明方案研究

直接匿名证明方案中采用的匿名性机制是一种“验证者相关的完全或无”保护方案,该保护方案的匿名选择方式比较单一,不能很好的满足实际的需求,如何提高匿名性机制的灵活性是直接匿名证明方案应用的重要问题.本文分析了目前直接匿名证明中匿名性机制的问题,提出了子群隐私增强保护方案并给出了两种实现方式,子群隐私增强保护方案扩展了原始的...     

一种面向远程证明的双向完整性报告方案

 国际可信计算组织（Trusted Computing Group,TCG）所定义的可信计算平台支持远程证明功能,即向一个远程实体证明本地平台的完整性信息,称为完整性报告。由于现有的完整性报告方案都是基于Client/Server模型,所以它们用于实现双向完整性报告时存在一些问题。为了克服这些问题,本文提出了一种面向远程证明的双向完整性报告方案。该双向完整性报告方案通过将平台身份证明密钥（Attestation Identity Key,AIK）证书的有效性验证功能和平台完整性的校验,及评估功能集中实现于网络中的可信中心,可有效地减小完整性报告双方的计算负荷和保护完整性报告双方的平台配置。此外,该双向完整性报告方案还通过设置平台组件隐私保护策略来防止完整性报告双方互相探询对方的平台配置。     

可信计算平台可信计算基构建研究

对基于PC构建的可信计算平台中可信计算基的构建方式进行了分析,指出通过逻辑方式构建的可信计算基存在被篡改和绕过的可能性,并提出了一种基于密码技术构建可信计算基的方法。该方法以可信平台模块为信任根,验证可信计算基的完整性,防止可信计算基被篡改;将系统中受控可执行程序执行解释部分加密存放,密钥存放在可信平台模块,程序的执行必须通过可信计算基,防止了可信计算基被绕过。通过分析其基本原理,验证了基于密码技术可有效构建具备完整性和唯一性的可信计算基。     

容忍非信任组件的可信终端模型研究

可信计算规范要求可信计算平台上运行的所有组件均要保证可信,这一机制严重制约了可信计算平台的应用.本文提出一种容忍非信任组件的可信终端模型,与现有可信计算平台相比,该模型允许非信任组件的存在,但同时能保证安全结果可预测和可控性.模型分为可信域和容忍非信任组件的不可信域.基于信息流无干扰理论和域间无干扰思想,给出非信任组件...     

内嵌TPM的视频监控服务器安全方案

可信计算技术是目前计算机安全的研究热点之一。采用可信计算技术。可大大提高终端和网络通信的可信性。本方案通过视频监控服务器内嵌可信计算平台模块TPM，将可信计算技术引入到视频监控系统中。利用TPM的密码运算引擎和存储保护功能，结合可信计算的相关思想，能够使视频监控服务器的安全性有一定的提高，而且这种基于硬件的安全技术，相对于基于软件的安全技术来说效率更高。     

基于虚拟机的可信计算

当前,虚拟机技术和可信计算技术是两大热门技术,可信计算技术是实现信息系统安全的重要手段。是否可以在虚拟机的环境下,通过结合虚拟机和可信计算的技术优势,来实现终端系统与网络的可信,提高整个信息系统的安全？研究了如何设计一个基于虚拟机的可信计算平台安全架构,并进一步研究了虚拟化TPM的问题。同时,分析并总结了TCG定义的可信链技术。在此基础上,提出了虚拟机环境下可信链的实现方法,加强终端系统与网络的安全性。     

基于可信芯片的平台身份证明方案研究

对基于可信第三方的平台身份证明方案进行了研究,提出了一种用证书和令牌标识可信计算平台并直接使用令牌证明平台身份的方案。与其他方案相比,该方案降低了证明过程的计算量和通信量,并且验证方验证平台身份的同时能够确认平台状态可信,获得了更高的安全性。利用协议组合逻辑证明了方案满足平台身份验证正确性和匿名性。原型系统实验结果表明,该方案平台身份证明效率高,特别适用于无线网络环境。     

改进的移动计算平台直接匿名证明方案

分析了Ge等人提出的直接匿名证明方案的安全缺陷,指出该方案的认证协议在用于远程证明时不能抵抗重放攻击和平台伪装攻击。提出一种改进的直接匿名证明的认证协议,引入会话密钥协商机制,增强互认证功能。分析表明,改进方案在正确进行直接匿名证明的前提下,满足不可伪造性和匿名性,能够抵抗重放攻击和平台伪装攻击,协议性能满足移动计算平台的可信验证需求。     

Survey on trusted cloud platform technology

Information security technology confronts severe challenges because of the safety demands of cloud computing.The trustworthiness and self-safety of cloud computing platform are the foundation of cloud computing security.The confidence of cloud users is the key issue the deep development and popularization for cloud computing.The trusted cloud computing technology provides a feasible solution.From the standpoint of guaranteeing the trustworthiness of cloud computing platform,related research progresses on trusted virtualization,construction of trusted cloud platform and trusted virtual machine were introduced.Additionally,the characteristics,application scopes and effectiveness of typical schemes were analyzed and compared.Finally,current limitations and possible directions for future research were discussed.     

嵌入式系统的可信计算

文章介绍了可信计算的基本概念,给出嵌入式系统可信计算的硬件设计要求,具体阐述其中CPU和可信平台模块设计思路。     

跨平台的可信执行环境模块方案研究

针对现有TPM、MTM等可信计算模块不能跨平台使用,未考虑算法、协议、功能更新等问题,提出一种基于硬件的可信执行环境模块（TEEM, trusted execution environment module）架构,该架构利用ARM TrustZone技术构建一个运行在硬件安全隔离环境中的可信计算模块。该模块能够为多种平台提供可信计算功能,具备较强的移动性和便携性,并且允许用户根据需要灵活地配置、升级模块的功能和算法。设计并实现了基于TEEM架构的原型系统,原型系统的安全性分析和性能测试结果表明,TEEM能够为用户提供一个安全、稳定、高效的可信执行环境。     

可信计算环境下的Canetti-Krawczyk模型

在可信环境下,我们对密钥协商协议的形式化方法—Canetti-Krawczyk(CK)模型进行研究,对该模型中定义的攻击者三种攻击能力重新进行分析.发现在可信环境下,如果用户的签名/验证公私钥对是由TPM生成的,则CK模型中的攻击者只有一种攻击能力:会话密钥查询(session-key query);否则攻击者有两种攻击能力:会话密钥查询和一种新的攻击能力—长期私钥攻陷攻击(long-term private key corruption).另外,TPM克服了CK模型中基于加密算法认证器的安全缺陷.在此基础上,我们提出了可信环境下的CK模型—CKTC.之后,通过一个使用CKTC模型进行密钥协商的例子可以看出该模型简化了可信环境下密钥协商协议的设计与分析.另外,通过分析我们发现:为了提高密钥协商协议的安全性,不同国家应该根据各自的需要在TPM内部增加对称加解密模块;用户的签名/验证公私钥对也尽可能由TPM来生成.     

一种软件源的可信管控模型设计

基于对目前可信计算信任链及度量基准值采集流程存在的问题,提出了软件源的可信管控模型,实现软件的安全认定、度量基准值统一计算采集以及可信第三方的集中管控,为软件的可信运行奠定了基础,降低了可信度量值采集工作的复杂度,对软件源的可信管控实施具有一定的指导意义。此外,进行了软件可信表征格式和基于可信表征的可信度量流程设计,将软件源的可信延伸至软件加载的可信和软件运行的可信,较大程度地提升了软件全生命周期的可信证明强度。     

增强可信计算平台模块的可信度

为建立安全的计算环境,TCG提出了可信计算系统,目前已经逐步得到广泛的认可和应用。TPM作为TCG组织推出的可信计算平台的可信“根”和核心,起着最重要的作用。文章通过分析现有TPM存在的一些安全隐患,可以找到一些办法并增强TPM的可信度。