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.     

嵌入式可信计算机研究

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设备安全问题的新思路.首先阐述将可信计算与嵌入式技术相结合的趋势,然后分析了该技术所面临的诸多挑战,并给出了将CRTM集成到嵌入式TPM中实现的嵌入式可信计算机体系结构,最后分别从信任根和信任链两方面提出了满足嵌入式系统需求的详细设计方案.     

基于TCM的嵌入式可信终端系统设计

针对目前各种嵌入式终端的安全需求,借鉴普通安全PC中TPM的应用情况,结合操作系统微内核技术,提出一种嵌入式可信终端设计方案,该方案基于可信根TCM,实现了自启动代码、操作系统到上层应用程序的"自下而上"的可信链传递,适用于嵌入式终端的安全应用.最后,通过设计一个试验系统,重点阐述了可信启动的具体实现步骤,并分析了因此带来的性能变化.     

可信密码模块（TCM）芯片的虚拟化设计

本文介绍了一种中国标准可信密码模块（简称TCM）芯片的虚拟化方法,借助于本方法,可以为运行在同一台物理机器上的不同虚拟机分别提供相互隔离的、完整功能特性的虚拟TCM设备,对于虚拟机而言,该设备可以视为标准的TCM硬件进行操作并实现TCM标准所定义的所有完整功能。     

基于国产处理器的可信系统研究与实现

根据可信计算组织TCG的可信计算规范,结合信任链的思想,基于国产处理器龙芯2F以及可信平台模块TPM,设计了基于龙芯处理器的可信计算平台,包括可信系统硬件层、可信BootLoader层和可信操作系统层,并设计了整个系统的启动程序,建立信任链,实现基于国产处理器的可信系统构建。     

面向可信网络研究的虚拟化技术

可信网络是互联网研究中的新方向.文中通过对可信网络研究面临的挑战进行分析,提出了虚拟化是开展可信网络研究的有效途径这一观点.论文对网络虚拟化技术的研究现状进行了综述,分析了现有虚拟化技术对可信网络研究的支持.然后针对现有虚拟化机制在资源管理等方面的不足,提出一种新的网络节点虚拟化模型--虚拟大节点(virtual big node),该模型将多个网络节点聚合成一个虚拟大节点,内部采用多种节点虚拟化机制,不但可有效降低网络复杂性,还可更好地支持网络传输服务的生存性和可控性.     

基于国产平台的可信系统研究

设计了一套基于国产技术的可信计算系统。该系统采用了基于龙芯处理器的计算机硬件平台和国民技术LPC接口的可信密码模块(Trusted Cryptography Module,TCM),实现了符合UEFI标准的可信固件,完成了操作系统上的TCM驱动(TCM Device Driver,TDD)以及TCM服务模块(TCM Service Module,TSM),总体实现了基于国产龙芯平台的固件层和操作系统上层对国产可信密码模块及其服务模块的支持。完成了对TDD以及TSM接口的测试,提供了TCM管理工具以实现对TCM的基本管理功能。     

嵌入式可信终端的信任链模型研究

针对嵌入式终端的安全问题日益突出以及嵌入式终端信任链传递不完整等问题,结合可信计算的思想,提出了自底向上的和自顶向下的嵌入式可信终端信任链传递模型.基于该模型,以linux嵌入式系统平台为原型,设计了启动可信,操作系统加载可信以及应用程序的加载可信.可以较好地解决目前嵌入式终端面临的安全问题.     

嵌入式系统可信平台模块研究

如何有效增强嵌入式系统的安全性是信息安全领域研究的热点和难点之一.相关研究表明,可信平台模块对于有效提高信息系统的安全性十分重要.然而,现有的可信平台模块是为个人计算机设计的,并不能满足嵌入式系统特有的应用需求.针对上述问题,设计了一种适应嵌入式环境的新型嵌入式可信平台模块(embedded trusted platform module,ETPM).作为嵌入式可信平台模块的重要组成部分,总线仲裁提高了ETPM的控制能力,增强了嵌入式系统的安全性;对称密码引擎提高了嵌入式系统的对称密码运算效率;系统备份恢复增强了嵌入式系统的可靠性.除此之外,ETPM还能够支持嵌入式平台的星型信任度量模型.这一设计已经在可信PDA中进行了实验验证,实验表明嵌入式可信平台模块是实用、高效、可靠、安全的.     

清华同方TST系统信任机制和实现

本文提出了一种基于可信密码模块的系统信任链实现方式。这种信任机制构建于可信密码平台模块（TCM）之上,符合《可信计算密码支持平台功能与接口规范》要求,保证了整个系统的可信。同时本文给出了具体实现,为开发基于可信密码模块的系统信任链提供了解决方案,为推广国产可信计算平台提供了有力的技术支撑：     

基于可信计算的结构性安全模型设计与实现

鉴于可信计算可以弥补传统安全防护技术在构架设计和防护强度上存在的安全风险,提出一种可信计算安全模型,从信任链着手,将嵌入式可信安全模块、智能卡等模块引入可信计算平台,对关键技术的实现进行介绍,包括以J3210为核心的可信硬件平台、嵌入式操作系统JetOS、BIOS安全增强、操作系统的安全增强以及基于智能卡的用户身份认证.     

具有瀑布特征的可信虚拟平台信任链模型

将虚拟化技术与可信计算相结合构建的可信虚拟平台及其信任链模型是目前的一个研究热点。目前大部分的研究成果采用在虚拟平台上扩展传统信任链的构建方法,不仅模型过粗且逻辑不完全合理,而且还存在底层虚拟化平台和顶层用户虚拟机两条分离的信任链问题。为此,提出一种具有瀑布特征的信任链模型——TVP-QT,该模型以硬件可信平台模块（TPM）为起点,在底层虚拟化平台和顶层用户虚拟机信任链之间加入可信衔接点。当信任链从底层虚拟化平台传递到可信衔接点时,由可信衔接点负责对用户虚拟机的可信虚拟平台模块（vTPM）进行度量,之后将控制权交给vTPM,由vTPM负责对用户虚拟机启动的组件及应用进行度量。该模型中可信衔接点具有承上启下的瀑布特征,能满足虚拟化环境的层次性和动态性特征,保证了整个可信虚拟平台的可信性。不仅从理论上证明了该模型的正确性,而且对实例系统的分析和讨论也表明了该模型的通用性与可行性;在Xen中对该模型进行了仿真实验,实验结果表明该信任链传递理论可以保证可信虚拟化环境在整个运行过程是安全可信的。     

虚拟可信平台模块动态信任扩展方法

将可信计算技术应用到虚拟计算系统中,可以在云计算、网络功能虚拟化（network function virtualization,简称NFV）等场景下,提供基于硬件的可信保护功能.软件实现的虚拟可信平台模块（virtual trused platform module,简称vTPM）基于一个物理TPM（physical TPM,简称pTPM）,可让每个虚拟机拥有自己专属的TPM,但需要将对pTPM的信任扩展到vTPM上.现有方法主要采用证书链来进行扩展,但在虚拟机及其vTPM被迁移后,需要重新申请vTPM的身份密钥证书,可能会存在大量的短命证书,成本较高,且不能及时撤销旧pTPM对vTPM的信任扩展,也不能提供前向安全保证.提出了一种vTPM动态信任扩展（dynamic trust extension,简称DTE）方法,以满足虚拟机频繁迁移的需求.DTE将vTPM看作是pTPM的一个代理,vTPM每次进行远程证明时,需从一个认证服务器（authenticaiton server,简称AS）处获得一个有效的时间令牌.DTE在vTPM和pTPM之间建立了紧密的安全绑定关系,同时又能明显区分两种不同安全强度的TPM.在DTE里,vTPM被迁移后,无需重新获取身份秘钥证书,旧pTPM可及时撤销对vTPM的信任扩展,而且DTE可提供前向安全性.从原型系统及其性能测试与分析来看,DTE是可行的.     

分布式数据库服务器的可信性研究

主要介绍了分布式数据库服务器系统中的可信研究,并讨论了其中有关可信授权的实现、权限的管理逻辑以及授权机的具体运行过程,给出了可信分布式数据库服务器系统的模型。系统中采用了信任链机制、基于角色的访问控制模型、两级日志、可信认证等技术,同时给出了可信在分布式计算机系统中的实现技术和途径。     

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.     

可信计算研究

网络中存在的各种隐患已经严重威胁到信息安全,网络攻击越来越趋于隐蔽化,攻击手法趋于复杂化,并且新的攻击手段不断更新,传统网络防护技术尽管也在不断发展,但已显得力不从心。可信计算的思想是从内部入手,从根源上防止各种安全隐患问题的发生。为对可信计算研究现状有一个直观的认识,提出了对＂可信计算＂体系结构的看法,详细介绍了可信计算终端的概念、特点和原理机制,对可信终端关键部件的结构和特点进行了描述。综述了可信计算在国内外的研究进展情况及目前可信计算的研究内容,并结合已有研究成果,对可信计算未来的研究方向进行了展望。     

虚拟化技术及其在制造业信息化中的应用综述

首先介绍了虚拟化的基本含义,接着从虚拟化方法和虚拟化管理两个方面介绍了虚拟化实现的关键技术。在此基础上,有针对性地提出了制造业信息化中虚拟化技术的应用框架和作用,总结并展望了虚拟化在制造业中的应用前景。指出虚拟化在制造业信息化中应用存在的不足及未来的研究工作。     

可信移动平台及其验证机制的研究

为了能保证移动设备的安全性,可信计算组(TCG)的移动工作组(MPWG)[1]在可信计算的基础上定义了一个新的结构即移动可信模块(MTM).远程证明是可信移动设备研究的一个重要部分.分析了可信移动设备的体系结构,可信移动平台的可信链及远程证明机制,最后提出了一个新的远程证明模型来确保平台的完整性.     

一种柔性可信计算机模型与实现方法

基于可信计算组织提出的可信计算原理和安全技术规范,设计了一种柔性可信计算机模型(FTPC),阐述了该模型的信任机制和实现方法。FTPC通过增强传统BIOS的安全功能,以BIOS核心代码为可信根核,将可信计算模块(TPM)封装成块设备,并通过计算机USB接口实现TPM与BIOS和操作系统的交互。FTPC采用实体的身份认证、完整性度量和密封存储等技术,无需改变现有计算机硬件体系结构即可支持可信计算,FTPC具有易实施和应用灵活的特点。