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。     

基于TEE的主动可信TPM/TCM设计与实现

可信技术正在从被动可信度量向着下一代的主动可信监控方向发展，要求TPM/TCM模块有能力主动度量和干预主机系统，传统的TPM/TCM从架构和运行机制等方面都无法满足这种能力.TEE（trusted executionenvironment）技术提供了可信执行环境和主动访控能力，为构建下一代TPM/TCM提供了基本平台，但还存在系统结构、存储以及通信等多方面挑战.提出基于ARM平台TrustZone机制的TZTCM方案，通过分核异步系统架构解决TZTCM独立可信运行和主动可信安全监控问题，基于PUF（physical unclonable functions）安全存储机制和基于UUID（universally unique identifier）的TEE安全通信机制，解决了TEE环境下可信平台模块的存储安全和通信安全问题，为设计实现主动可信TPM/TCM给出了理论和实践参考.通过实验验证了所提关键机制的有效性，实验结果表明，TZTCM在密码计算能力上较常见TPM也有很大提升.TZTCM只需要在系统中增加或修改相应的软/固件，除了主动可信监控能力，还具有低成本、高性能、低功耗、易升级等特点，相对传统TPM/TCM具有非常明显的优势.     

基于DICE的证明存储方案

信息技术的不断发展和智能终端设备的普及导致全球数据存储总量持续增长,数据面临的威胁挑战也随着其重要性的凸显而日益增加,但目前部分计算设备和存储设备仍存在缺乏数据保护模块或数据保护能力较弱的问题.现有数据安全存储技术一般通过加密的方式实现对数据的保护,但是数据的加解密操作即数据保护过程通常都在应用设备上执行,导致应用设备遭受各类攻击时会对存储数据的安全造成威胁.针对以上问题,本文提出了一种基于DICE的物联网设备证明存储方案,利用基于轻量级信任根DICE构建的可信物联网设备为通用计算设备(统称为主机)提供安全存储服务,将数据的加解密操作移至可信物联网设备上执行,消除因主机遭受内存攻击等风险对存储数据造成的威胁.本文工作主要包括以下3方面:(1)利用信任根DICE构建可信物联网设备,为提供可信服务提供安全前提.(2)建立基于信任根DICE的远程证明机制和访问控制机制实现安全认证和安全通信信道的建立.(3)最终利用可信物联网设备为合法主机用户提供可信的安全存储服务,在实现数据安全存储的同时,兼顾隔离性和使用过程的灵活性.实验结果表明,本方案提供的安全存储服务具有较高的文件传输速率,并具备较高...     

新型可信计算平台体系结构研究

现行通用个人计算机基于开放架构,存在诸多攻击点,然而传统可信计算平台在解决个人PC安全问题的同时暴露出可信引导过程存在不可恢复的不足.针对这些安全问题,基于可信密码模块(TCM)提出一种新MJ可信计算平台体系结构.该结构具有可信引导失败时的自恢复机制,同时提供低于操作系统层的用户身份验证功能,通过基于TCM芯片的完整性度量、信任链的传递以及可信引导等技术,进而保证可信计算平台能够完成更安全的计算和存储工作,使可信计算平台达到更高的安全性、可信性和可靠性,同时该体系结构具有可信引导失败时的自恢复机制,可解决现有可信计算平台引导失败时无法正常启动的不足.     

嵌入式系统可信虚拟化技术的研究与应用

嵌入式系统在生活中的应用日益广泛,传统的安全增强手段已无法有效应对各种安全问题,增强嵌入式系统的安全性成为目前亟需解决的问题。为提高嵌入式系统及其应用程序的安全性,结合嵌入式系统的虚拟化技术与可信计算技术,设计并实现基于虚拟TCM的可信计算平台框架,实现了虚拟TCM和基于虚拟TCM的可信增强技术,提出并实现了一个基于虚拟TCM的会话认证方法,将信任链从硬件操作系统层扩展到了虚拟域的应用软件层。实验结果表明,虚拟TCM与物理TCM相结合能够有效保证嵌入式系统、虚拟域和应用程序的安全可信。     

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：     

可信网络连接在电力二次系统中的应用研究

基于可信网络连接(TNC)提出一种电力二次系统网络访问控制应用模型。通过将系统内的不同区域进行安全等级划分,实现了分层次网络访问;将不同终端进行可信等级划分,实现了不同终端的访问权限控制;加入纵向加密认证和横向隔离访问控制机制,实现了网络接入控制。终端测试结果表明,TNC不仅很好地满足了二次系统的安全防护需求,还具有一定的自修复能力,实现了对电力二次系统的网络访问控制管理。     

可信移动平台身份管理框架*

针对网络用户身份管理难题及现有的身份管理方案存在的不足,基于可信移动平台完整性校验、保护存储、域隔离和访问控制以及远程平台校验等安全特性,提出了可信移动平台身份管理方案和协议;构建了对应于口令、证书、指纹等认证方式的身份矩阵;实现了多种方式的身份认证、身份认证审计记录,主密钥、审计密钥、平台AIK私钥的加密存储,以及移动平台的可信验证、加密身份的还原和服务提供者身份标志的查找定位,并实现了身份信息和认证数据的加密传输;进行了安全性分析,结果表明该方案在保护用户身份信息安全的前提下,大大减轻了用户身份管理的     

基于可信网络的修复建模与实现

基于可信网络,提出一种新的、可行性强的可信修复网络模型,详细说明该模型提供的功能和工作流程,着重阐明可信修复网络的通信机制和认证方法.仿真实验表明,该框架在保证网络系统安全性和可信性的同时,实现了为不满足可信网络安全策略的终端用户提供及时可靠的修复服务.     

基于智能合约的以太坊可信存证机制

针对以太坊平台提供的数据管理功能简单且存在低吞吐率和高延迟的问题，提出一种基于智能合约的以太坊可信存证机制。首先针对以太坊平台暴露的数据管理问题提出一个基于智能合约的以太坊可信存证框架，然后通过集中化数据统一处理、认证数据分布式存储以及高效动态取证这几个方面阐述所提机制的框架和实现，最后通过基于智能合约的系统开发表明了该机制的可实现性。实验及分析结果表明，该方法与传统关系数据库存证相比，增加了处理可信性、存储可信性和访问可信性；与区块链存证相比，丰富了数据管理功能、降低了区块存储成本、提高了存证效率。     

基于TPM的可信文件系统CIVFS的研究和实现

本文提出一种利用可信计算技术增强文件系统可信性的方法,以Linux为基础,设计实现了一个可信文件系统原型CIVFS.CIVFS是一个结合加密和完整性校验两种保护措施的文件系统,它借助堆式文件系统技术,嵌入在Linux内核中,添加了文件加密和完整性校验模块,利用TPM芯片提供的可信计算和安全存储等功能,增强了对系统安全组件和数据的安全保护.     

基于TPCM的服务器可信PXE启动方法

PXE 启动机制通过网络下载操作系统文件并启动操作系统,广泛应用于服务器网络启动。通过可信计算技术保障PXE启动过程的安全可信,防止PXE启动文件被恶意篡改,确保服务器的安全可信运行。网络安全等级保护标准要求基于可信根对服务器设备的系统引导程序、系统程序等进行可信验证。根据等级保护标准要求,提出一种基于TPCM的服务器可信PXE启动方法,保障服务器的BIOS固件、PXE启动文件、Linux系统文件的安全可信。在服务器进行PXE启动时,由TPCM度量BIOS固件,由BIOS启动环境度量PXE启动文件,由PXE启动环境度量Linux系统文件。以TPCM为信任根逐级度量、逐级信任,建立信任链,建立可信的服务器运行环境。所提方法在国产自主可控申威服务器上进行了实验,实验结果表明所提方法是可行的。     

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.     

一种基于完整性度量架构的数据封装方法

封装存储是可信计算平台的一项重要功能,它能将数据的加密存储与平台状态结合起来,提供了更强的安全存储保证.但现代操作系统结构越来越复杂,各种启动项的加载顺序也相对随机;平台配置的频繁改变、软件更新及系统补丁等都限制了封装存储的应用.而操作系统级的完整性度量架构(IMA)能将信任链扩展到整个计算平台,为封装存储提供了支持.为此,基于IMA提出一种新的数据封装方法,采用相对固定的标准状态来封装,结合易变IMA度量列表和结果以及经过签名的名单策略来评估平台状态,解决了操作系统复杂性带来的配置寄存器(PCR)的值不确定性和软件更新及系统补丁带来的频繁封装问题.     

一种基于虚拟隔离的数据可信存储技术研究与实现

针对数据在开放式网络环境中存储和使用过程中存在的信息泄露风险,本文提出了一种基于虚拟隔离的数据可信存储体系结构。该结构借鉴可信计算技术中的信任根源的设计思想,通过可信存储根来验证用户身份合法性和管理数据访问权限,并将数据集中加密存储在服务器中;在终端用户对数据的使用过程中,利用本地内存和磁盘虚拟隔离技术保证数据在使用过程中的安全性,防止非授权用户和进程将数据泄漏到非保护区域。对本文所设计实现的基于虚拟隔离的数据可信存储系统的测试和安全性分析表明:该结构能够很好地保障开放网络环境中数据的存储、使用、流转和销毁的全生命周期的安全。     

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。     

基于TrustZone的可信移动终端云服务安全接入方案

可信云架构为云计算用户提供了安全可信的云服务执行环境,保护了用户私有数据的计算与存储安全. 然而在移动云计算高速发展的今天, 仍然没有移动终端接入可信云服务的安全解决方案. 针对上述问题, 提出了一种可信移动终端云服务安全接入方案, 方案充分考虑了移动云计算应用背景, 利用ARM TrustZone硬件隔离技术构建可信移动终端, 保护云服务客户端及安全敏感操作在移动终端的安全执行, 结合物理不可克隆函数技术, 给出了移动终端密钥与敏感数据管理机制. 在此基础之上, 借鉴可信计算技术思想, 设计了云服务安全接入协议, 协议兼容可信云架构, 提供云服务端与移动客户端间的端到端认证. 分析了方案具备的6种安全属性, 给出了基于方案的移动云存储应用实例, 实现了方案的原型系统. 实验结果表明, 可信移动终端TCB较小, 方案具有良好的可扩展性和安全可控性, 整体运行效率较高.     

SELinux特权用户管理的设计与应用

分析SELinux体系在当前Linux类操作系统中的应用,基于角色的访问控制模型与可信计算,提出新的特权用户标识定义,利用该定义给出一种安全Linux操作系统特权用户管理方案。通过UID与角色的二维标识方法解决特权用户区分的问题,以可信计算中的密码服务加强认证的安全强度,用内核安全加固解决安全模式切换问题,从而改进SELinux在Linux类操作系统中的安全性。     

一种基于TPM匿名证书的信任协商方案

为促进分布式网络环境中跨安全域的信息共享与协作,需要一种合理有效的信任协商敏感信息保护机制.可信计算组织(Trusted Computing Group,TCG)专注于从计算平台体系结构上增强其安全性.基于可信计算的匿名证书机制提出一种新的信任协商方案:匿名证书信任协商ACTN(anonymous credentials based trusted negotiation),良好地解决了跨安全域的敏感信息保护的问题,可以有效地防止重放攻击、窜改攻击和替换攻击.使用一个硬件模块TPM进行隐私信息保护,并通过TPM模块提供可靠的匿名证书和平台认证.定义了ACTN的模型以及模型中的匿名证书,详细说明了匿名证书的基本参数以及匿名证书的创建方法,讨论了策略的安全性、委托机制以及证书链的发现机制,同时设计了协商节点的框架以及协商过程.通过实验并与TrustBuilder和COTN协商系统进行比较,表明系统具有良好的稳定性和可用性.最后指出相关的一些未来研究方向.