基于属性的自证实模型及其安全协议

针对可信环境下被验证方需要向验证方发送其软硬件基本配置信息来证明其完整性而产生的攻击问题,给出一种基于虚拟机技术的属性自证实（PSA）模型及其安全协议,并对协议进行安全性分析。首先通过在被验证平台上建立一个可信虚拟机,然后由该虚拟机实现对被验证平台上其他组件的度量,并可靠地报告代表当前平台运行环境的安全属性给验证方。自证实方式可以提高通信的安全性,并且减少维护独立可信第三方时所需的开销;使用基于属性的远程证明方式,能够提高被验证方的安全性;安全协议引入了TPM的不可迁移密钥特性来防止假冒攻击的发生。     

验证方主导的远程证明方案

可信计算组织(TCG)提出了以可信平台模块(TPM)为核心的可信计算安全体系框架.远程证明是可信计算领域重要的研究问题之一.现有的远程证明方案都是由证明方发起,度量和证明缺乏一致性和可扩展性,不能保证平台的隐私性.针对这些缺陷,引入颁发度量和证明属性证书的权威机构,提出了一种由验证方根据安全需求发起证明的远程证明方案.而证明方则按照度量属性证书和证明属性证书进行平台的度量,TPM保证平台的度量真实可信.同时对平台配置进行了抽象,对度量过程进行了形式化分析和性能测试;而且采用签名和加密实现远程证明的真实性和平台的隐私性.该远程证明方案不仅能够用于向远程方证明平台运行环境是可信的,而且还用于平台运行环境的自身检测.     

IaaS环境可信证明方法研究

提出一种基于时间戳的基础设施即服务(IaaS)动态可信证明方法。通过对云节点进行实时的动态度量,并将度量结果与度量时间绑定,验证云节点的当前运行状态可信。基于该方法,结合IaaS的服务业务流程,设计云节点注册证明、虚拟机启动证明及虚拟机关闭证明等远程证明方法,证明用户虚拟机运行于状态可信的云节点上,同时保证虚拟机数据的完整性和机密性。     

基于代理多签名的远程证明协议

可信计算中最核心的就是TPM。由于TPM硬件的工作模式是单进程,服务提供商对远程证明的请求只能依次进行响应,当有大量远程证明请求达到时,必然会出现响应效率问题,进而会成为系统运行的瓶颈。针对当前分布式系统中远程证明中存在的这个问题,提出了一种基于椭圆曲线数字签名算法的代理多签名远程证明方式,利用代理的方式,服务提供商可对计算机集群集中进行远程证明,进而提高远程证明的效率,同时可满足可信平台系统的安全性和隐私性。     

TPM的两个主要密码授权协议的安全性分析与改进

可信计算的主要功能是由可信平台模块(TPM)完成的.对象无关授权协议(0IAP)、特定对象授权协议(OSAP)是TPM在可信计算平台中运行的基础,确保这些协议的安全运行是极为重要的.本文对这两个授权协议进行了逻辑描述并对其安全性进行了分析,针对协议的安全隐患提出了相应的改进方法.     

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。     

面向云计算模式运行环境可信性动态验证机制

如何为用户提供一个可证明、可验证的可信运行环境,是云计算模式面临的重要问题.提出一种动态的用户运行环境可信性验证机制TCEE（trusted cloud execution environment）.通过扩展现有可信链,将可信传递到用户虚拟机内部,并周期性地对用户运行环境的内存和文件系统进行完整性验证.TCEE引入可信第三方TTP（trusted third party）,针对用户虚拟机运行环境的可信性进行远程验证和审计,避免了由用户维护可信验证的相关信息和机制,同时也能够避免云平台敏感信息的泄露.实现了基于TCEE的原型系统,对TCEE的有效性和性能代价进行定量测试和评价.实验结果表明,该机制可以有效检测针对内存和文件系统的典型威胁,且对用户运行环境引入的性能代价较小.     

基于TPM的一种扩展结构

TCG规范了TPM结构,并据此提出了可信链的传递过程,但在实际应用中,存在着两个问题:一是BIOS先于TPM启动,TPM验证BIOS可信困难;二是可信状态二元化,只是简单地把可信状态分为可信与不可信.通过分析TCG规范中的TPM及可信链传递过程,针对可信链传递过程中的TPM难以校验BIOS和可信二元性的不足,扩展TPM形成E-TPM.通过E-TPM与BIOS的相互验证及提出可信分级来解决TPM与BIOS的相互验证和可信评估问题.     

基于可信移动平台的直接匿名证明方案研究

可信平台模块(trusted platform module, TPM)采用的直接匿名证明(direct anonymous attestation, DAA)方法实现了对平台身份的匿名远程证明.然而对于具有匿名远程证明高需求的移动平台,目前仍然没有通用高效的DAA解决方案框架.针对上述问题,提出了一种适用于可信移动平台的DAA方案框架,框架充分考虑了移动应用背景,结合若干基于椭圆曲线的DAA(ECC-DAA)方案重新设计,首次提出匿名凭证嵌入和再次获取凭证功能,符合TPM 2.0技术和接口标准规范.给出了基于TrustZone安全技术和TPM Emulator实现的可信移动平台体系结构.对4种ECC-DAA方案和3种椭圆曲线进行了对比、实现和分析,实验表明,框架能够良好兼容DAA方案和曲线,具有较高的计算速度.     

基于Eucalyptus的基础设施即服务云安全性分析

文章针对基础设施即服务(IaaS)的2个安全问题,通过使用计算的协议组合逻辑对协议进行安全性证明,能够确保经过5个步骤的协作,可以形成以信任基(TPM+可信第三方)为基础的用户与服务提供商之间的信任链条,从而解决提出的2个安全问题。     

基于Coq的微内核操作系统程序验证方法研究

机载嵌入式程序的可信属性验证是新一代飞机研制最关注的软件质量保障问题;基于定理证明的程序形式化验证方法是一种可靠和严格的软件正确性验证技术;文中在深入分析微内核操作系统的基础上,应用霍尔逻辑针对机载嵌入式软件核心代码开展程序验证技术研究,根据霍尔逻辑的相关推理规则进行程序验证,并在定理证明辅助工具Coq中形式化表示霍尔逻辑的推理规则,针对机载操作系统的部分程序代码实例进行验证;实验结果表明基于定理证明的程序验证方法可以对软件程序代码的正确性进行验证,从而帮助软件提供商开发高可信的机载嵌入式软件。     

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。     

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。     

可信终端动态运行环境的可信证据收集代理

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较为困难.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,设计并实现了一个基于可信平台模块(trusted platform model,简称TPM)的终端动态运行环境可信证据收集代理.该代理的主要功能是收集可信终端内存、进程、磁盘文件、网络端口、策略数据等关键对象的状态信息和操作信息.首先,通过扩展TPM信任传递过程及其度量功能保证该代理的静态可信,利用可信虚拟机监视器(trusted virtual machine monitor,简称TVMM)提供的隔离技术保证该代理动态可信;然后,利用TPM的加密和签名功能保证收集的证据的来源和传输可信;最后,在Windows平台中实现了一个可信证据收集代理原型,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.     

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。     

基于小云审大云的云平台可信评测体系结构与技术研究

提出一种“小云审大云”的云平台可信评测架构,通过引入独立第三方对云平台的可信性进行动态、实时的远程可信数据收集、验证、审计和评价。采用数据流可视化、监控与脱敏技术保障租户数据权益,为租户提供选择可信云平台的依据,为云平台提供证明自身可信的凭据。并突破以下关键技术：1）基于独立第三方的数据采集、行为接入、API代理;2）持续、实时的远程数据收集和数据分析;3）非强侵入式证据收集。     

TCG命令验证协议的改进方法

经过分析显示可信计算联盟(TCG)命令验证协议会受到一种基于Dolev-Yao模型的中间人攻击,对系统的可信性和安全性造成影响。针对该攻击,文章提出一种协议改进方法。在改进后的协议中,可信平台模块(TPM)和访问者能对会话状态进行有效的沟通,从而抵御中间人攻击。     

一种基于状态扩展的安全协议验证机制

基于模型检测验证协议的方法存在状态空间爆炸问题,其中基于目标绑定搜索状态空间的方法有效控制了状态空间,但不能完全给出协议的运行情况。针对这一问题,提出了一种基于状态扩展的安全协议自动化验证机制,首先对协议状态进行初始搜索,给出协议运行需要的事件,得到协议基本状态,然后进行扩展搜索,考虑基本状态与其他协议运行的关系,形成协议扩展状态。该机制能够有效反映出协议的运行情况,且能够同时对多种安全性质进行验证。     

嵌入式平台TPM扩展及可信引导设计与实现

为了提高目前嵌入式系统的安全性能,提出了一种针对嵌入式平台的安全设计方案.在研究了可信计算和嵌入式系统的技术基础上,提出通过扩展可信平台模块(TPM)的方法从底层对整个架构进行改进.在ARM嵌入式开发平台上,通过分析TPM芯片的低引脚数(LPC)接口功能,基于通用输入输出接口实现了TPM芯片在嵌入式平台上的扩展,并通过对平台启动代码的研究,设计并完成了该平台上的可信引导,整个过程验证了此设计方案的可行性.