基于TPM 2.0的内核完整性度量框架

针对当前的完整性度量技术无法支持可信平台模块(TPM)2.0规范的问题,对Linux内核完整性度量架构(IMA)进行改进,设计基于TPM 2.0的内核完整性度量框架,同时基于TPM 2.0芯片实现支持TPM 2.0规范的Linux可信内核。测试结果表明,IM A 2.0可以基于TPM 2.0对系统关键文件进行完整性检测,同时抵御对内核文件的篡改攻击。     

一种基于完整性保护的终端计算机安全防护方法

终端计算机是网络空间活动的基本单元,其安全性直接关系着网络环境和信息系统的安全.提出了一种基于完整性保护的终端计算机安全防护方法,它将完整性度量和实时监控技术相结合,保证终端计算机运行过程的安全可信.建立了以TPM为硬件可信基、虚拟监控器为核心的防护框架,采用完整性度量方法建立从硬件平台到操作系统的基础可信链;在系统运行过程中监控内核代码、数据结构、关键寄存器和系统状态数据等完整性相关对象,发现并阻止恶意篡改行为,以保证系统的完整、安全和可靠.利用Intel VT硬件辅助虚拟化技术,采用半穿透结构设计实现了轻量级虚拟监控器,构建了原型系统.测试表明,该方法能够对终端计算机实施有效的保护,且对其性能的影响较小.     

Linux可信启动的设计与实现

可信计算组织（TCG）提出了可信计算规范,其主要思想就是通过度量和保障组成平台的各组件的完整性来保证平台及应用的安会。启动过程是操作系统的基础,因此实施可信启动对操作系统意义重大。基于Linux启动的现实条件,结合TCG规范中可信度量和可信链的思想,利用TPM提供的可信计算和保护存储功能,设计了Linux可信启动过程TSPL,并实现了原型。设计中充分考虑到启动过程的复杂性和度黾数据的多样性,不仅度量了程序代码,还对影响执行程序行为的配置文件和环境数据进行了度量。     

一种基于端对端平台可信性互认证的可信迁移框架及协议

针对计算平台间的对象(如进行/线程、服务和移动代理)迁移的安全问题,提出了一种基于端对端平台可信性相互认证的迁移框架.从受保护的底层硬件开始,使用可信平台模块TPM的完整性度量机制来实现计算平台间、平台与服务以及封存状态数据的可信认证.通过提出的认证协议可保证迁移对象在可信的计算环境中转移.该迁移框架及认证协议为网格计算、集群和分布式计算取得高可用性、高安全性提供了一种可行性现实方案.     

可信接入鉴别协议的研究与设计

在对我国自主制定的无线局域网国家标准WAPI中WAI的安全接入过程分析的基础上,针对该协议存在终端完整性安全隐患,引入完整性度量的思想,提出基于可信平台模块（TPM）的WAI协议方案—TWAI。该方案利用TPM的本地保护和平台证实等功能来保证通信各个环节的安全可靠,并利用CK模型对其过程进行了安全性分析以及可信性分析。分析结果表明,TWAI能够实现终端完整性保护、双向实体认证等安全目标,从而增强了WAI协议运行的安全性。     

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.     

基于流量特征的可信网络系统设计与实现

大多数可信网络系统使用的完整性度量技术仅能度量可执行文件而忽略了脚本文件,造成安全隐患。针对该问题,设计实现一种基于流量特征的可信网络系统,不仅对终端进行完整性度量,还利用终端网络流量的周期统计信息判断终端的完整性状态,由此保证脚本文件的可信性。在Linux上实现该系统,结果证明其能够快速检测出特定的脚本病毒。     

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。     

自治网络系统可信保护机制研究与实现

本文在TCG可信计算的规范和可信链的基础之上,提出了自治网络环境下的可信保护机制的网络拓扑结构,设计了自治网络系统中应用的完整性的可信保护机制,实现了一个基于TPM的可信自治网络系统。针对自治网络中的应用,对所实现的系统如何解决自治网络系统中的可信安全问题作了探讨和研究。     

基于虚拟可信平台模块的完整性度量方案研究北大核心CSCD

针对SHA-1摘要算法不安全导致硬件TPM不可信的问题,文章提出一种基于虚拟可信平台模块的完整性度量方案。该方案引入自更新度量框架,将时间戳的摘要值附于度量组件后,并加入随机数以规避时钟攻击。文章还设计了与vTPM度量列表形式相似的自更新日志,以完善度量验证。文章在基于Xen的实验环境下对方案进行功能性验证,实验结果表明,该方案可使攻击者的攻击时间成本呈平方级增加,完整性度量的安全性得到大幅度提高。     

一种保护隐私的高效远程验证机制

基于Merkle哈希树提出了一种效率高、方式灵活并能保护平台隐私的远程验证机制.针对特定的目标应用场景,分析IMA(integrity measurement architecture)体系架构的不足,详细描述基于Merkle哈希树的远程验证机制的体系架构和度量验证过程,阐述新机制对现有TPM(trusted platform module)的功能增强即TPM_HashTree命令的功能及伪代码,并分析讨论新机制的优点.     

可信嵌入式龙芯启动加载程序tPMON的设计

可信计算以加密算法为基础,以 TPM 模块为核心,对计算机系统从启动到应用,进行完整性测量、存储和报告.对基于流行的 PMON 启动加载程序进行了研究,为基于龙芯 CPU 的电脑设计了一个轻量型可信启动加载程序tPMON(trustedPMON),并在软件 TPM 模拟器上进行了实验.tPMON 除了测量本身的完整性外,还可以对随后载入的操作系统内核进行完整性测量,对于国产龙芯处理器应用于可信计算领域有很好的指导意义.     

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.     

基于安全芯片的防伪数码相机

为了改进现有防伪数码相机不能处理通过翻拍伪造数码照片的缺陷,提出了一种新的基于安全芯片的防伪数码相机架构.在拍摄时将所拍摄的区域分成多个小单元,并用对焦测距系统测量各个单元到相机的距离.用安全芯片对图像元数据、图像内容及距离信息进行数字签名,并将签名内容及距离信息都保存在图像文件的元教据里.通过验证数字签名有效且距离信息不完全相等来保证图片的真实可信.该防伪数码相机能同时发现照片在拍摄后被篡改和翻拍问题,所拍摄照片真实可信.     

基于身份的TPM密钥存储管理的研究

介绍了TPM密钥管理在可信计算中的存储管理机制,分析了TPM密钥存储管理存在的问题。针对TPM密钥管理中密钥计算量大、存储过程复杂、内存空间小、用户操作繁琐等问题,设计了一个基于身份的TPM密钥对象存储方案。该方案利用了目前公钥体制中加密强度最高的身份密码体制,解决了传统的密钥管理固有的内部存储空间和系统开销过大的问题。     

一种针对TPM的抗重放攻击方案

可信平台模块（Trusted Platform Module,TPM）是可信计算技术的核心。可信计算平台需要TPM的可信测量能力、可信存储能力和可信报告能力,向用户证实平台是可信的。然而当前人们主要关心TPM的实现以及其上的应用开发,却很少讨论TPM本身的安全性。这样一方面很难使人们相信TPM本身是安全的,另一方面也不能很好的将TPM应用到安全领域中。对用户和TPM交互时所遵循的重要协议——对象无关授权协议OIAP进行分析,证明了该协议会受到重放攻击并提出了相应的解决方案。     

基于便携式TPM的可信计算机研究

随着全球信息化时代的到来,可信计算技术从早期的容错计算、故障检测和冗余备份技术发展到今天的可信软硬件平台。分析了现有基于集成式TPM的可信计算平台的缺陷,提出利用便携式TPM解决已有问题的方法,并给出基于便携式TPM的可信计算平台安全方案模型及实现。     

虚拟化环境中TPM对象访问授权协议分析与改进

可信计算的主要功能由TPM完成.TPM的对象访问授权协议是TPM在可信计算平台中安全运行的基础.本文根据TPM对象访问授权模型,在对OIAP和OSAP协议及在虚拟化环境中存在的安全漏洞进行分析的基础上,提出一种新的对象访问授权协议,并通过形式化的安全分析,证明新协议可以解决虚拟域间共享授权数据而引起的安全问题,并能够抵抗重放攻击和中间人攻击.     

智慧水务数据的私有链监管方法

真实的数据是支撑智慧水务系统正确决策的前提条件.针对联盟链、公有链吞吐量低的问题与智慧水务中数据量大的特点,以某智慧水务框架下的海绵城市运行监管平台为例,设计并实现一种基于私有链的数据监管方法.该方法以传感器实时数据构建哈希树,将哈希树根交给时间戳服务器签名;时间戳签名、时间戳、哈希树根等存储在私有链区块头中,其余哈希...