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.     

基于平台可信链的可信边界扩展模型

以可信终端、可信连接、可信网络为代表的可信计算技术立足于终端和网络的自身免疫,开辟了以信任促安全的新思路,成为众多安全公司解决安全问题的热选技术。该文以可信终端技术中的可信链模型为对象,系统研究了可信链的概念模型,给出建模过程、模型的原型实现并指出该模型较之传统安全模型的优点。     

可信移动终端完整信任链模型的研究与设计

分析目前移动平台信任传递存在的诸多缺陷,针对移动终端的特点及安全需求,提出了一种完整信任链模型,不仅能确保系统启动时的静态可信性,而且也能保障应用程序运行中的动态可信性.通过Dempster-Shafer原理计算信任值的方法验证分析,该模型能够有效解决信任度降低的问题,能增强平台可靠性,并且采用ARM微处理器对方案进行了实验验证.     

基于无干扰理论的可信链模型

可信计算的相关研究已成为当前国内外信息安全方面的研究热点和趋势之一.可信计算技术也成为构建安全计算机系统行之有效的新技术.目前可信计算理论的发展滞后于技术的发展,针对可信计算中可信链传递缺乏理论模型的问题,将无干扰理论引入到可信计算领域,提出了计算机系统可信的基本理论.从动态的角度建立了基于无干扰理论的可信链模型,并对该模型进行了形式化描述和验证,而且实现了基于Linux操作系统内核的可信启动过程.其实现思路对于可信计算理论的发展和应用具有很好的参考价值.     

基于可信计算平台的信任链传递研究进展

信任链传递问题是可信计算的基本问题.阐述了信任链传递在技术与理论方面的最新研究进展.通过分析信任链传递的技术方案、可信测量技术、信任链理论和信任链的可信度度量理论,提出了值得研究的理论与技术方向,包括:以可信静态测量、可信动态测量技术等为代表的信任链传递关键技术,以信任链层次理论模型、信任链传递中的信任损失度量理论和软件的动态可信度度量理论等为代表的基础理论.     

基于QEMU的虚拟可信平台模块的设计与实现

针对可信计算机系统信任链传递过程中的安全性缺陷,提出了在虚拟机中进行信任链传递的虚拟机穿越技术,并在QEMU虚拟机中实现了虚拟可信平台模块。虚拟可信平台模块通过采用信息代理的实现方式并利用虚拟机的封闭性和隔离性为可信计算机系统信任链传递提供了一个安全、高效和透明环境。通过KnoppixLinux分析和比较了QEMU虚拟机中实现的虚拟可信平台模块和Xen中基于可信平台模拟器的虚拟可信平台模块。     

基于时态逻辑的可信平台信任链建模

针对可信计算中信任链理论缺乏深入分析验证的现状,分析了信任链理论中,可信与信任的内涵及其隐含的动态特性,借助时态逻辑的时间推理能力,建立了可信平台中的信任链的形式化模型,依据该模型,观察信任传递的过程,从而从理论上验证了信任在信任链上的可传递性,并得出信任在信任链上传递的充分条件.     

一种可信虚拟平台构建方法的研究和改进

为了减小虚拟环境下虚拟可信平台模块(v TPM)实例及系统软件可信计算基(TCB)的大小,同时进一步保护v TPM组件的机密性、完整性和安全性,解决传统虚拟可信计算平台下可信边界难以界定的问题,文章提出了一种新的构建可信虚拟平台的方法和模型。首先,将Xen特权域Domain 0用户空间中弱安全性的域管理工具、v TPM相关组件等放置于可信域Domain T中,以防止来自Domain 0中恶意软件的攻击及内存嗅探,同时作为Xen虚拟层上面的安全服务实施框架,Domain T可以给v TPM的相关组件提供更高级别的安全保护。其次,通过重构Domain 0中拥有特权的管理和控制应用软件,将特权域的用户空间从可信计算基中分离出来,进而减小虚拟可信平台可信计算基的大小。最后,设计并实现了新的基于可信虚拟平台的可信链构建模型。通过与传统可信虚拟平台比较,该系统可以有效实现将虚拟化技术和可信计算技术相融合,并实现在一个物理平台上同时运行多个不同可信级别的操作系统,且保证每个操作系统仍然拥有可信认证等功能。     

虚拟可信平台技术现状与发展趋势

将虚拟化技术与可信计算技术结合,构建支持可信平台模块TPM/可信加密模块TCM的虚拟化平台--虚拟可信平台,是目前业界实现可信计算最为有效的一种解决方案。本文针对可信计算技术、虚拟化技术以及二者结合的虚拟可信平台技术的现状和发展趋势展开讨论,重点分析了国内外在虚拟可信平台研究、标准规范和应用中亟待解决的一些关键技术问题。     

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.     

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.     

分层可信计算平台模型的研究与实现*

提出了一种基于现有计算机网络的可信计算平台模型。该模型充分利用了现有的计算机及其网络平台的通用性,将现有的计算平台分层逻辑化为不同的信任层,不仅降低了可信计算平台模型实施的难度,而且提高了其灵活性、扩展性和效率;同时该模型从客户端系统的引导阶段出发构建完整的可信链,保证了可信计算平台的安全性;此外该模型解决了现有的可信计算平台的方向性和系统输入未知性的问题。原型系统实现的结果表明,由于系统中所有计算机及其网络构成统一的可信计算平台,使信任的传递从用户到用户,进而实现真正的对于用户体验的可信计算。     

基于可信计算平台的可信引导过程研究*

基于可信计算联盟的规范,设计了基于TPM的可信引导过程,并指出了该可信引导过程中亟待解决的问题.安全性分析表明,该可信引导过程可以使计算机获得更高的安全保障,为进一步建立可信计算环境提供了基础.     

可信服务链安全架构研究

针对网络功能虚拟化中服务链的安全性问题,提出一种基于可信计算的安全服务链架构。首先,基于可信计算为网络功能虚拟化架构设置可信管理中心模块,为虚拟网络功能实例的生成、服务链的生成和调整提供可信认证;然后,针对服务链的生成和调整设计了相关安全协议;最后,将HOTP协议引入模型之中,实现了服务链各实例之间的安全认证与安全传输,并支持服务链节点的动态扩充和调整。经过架构仿真分析表明,本安全架构在保证服务链动态性的同时提高了安全性。     

基于TPM的嵌入式可信计算平台设计

增强工业嵌入式系统的安全性是当今工业信息安全领域研究的核心议题。只依靠软件的安全机制已经不能充分地保护信息安全,而现有的可信平台模块是专为个人计算机设计的,不能满足工业嵌入式系统的特殊需求。通过研究可信计算技术,设计了基于可信平台模块TPM的嵌入式可信计算平台,并从软件结构和硬件结构,分析了可信平台模块和信任链的传递机制。最后,在ZYNQ硬件平台上进行可信验证,通过内核伪造攻击测试,验证了设计的正确性,从而确保了工业嵌入式平台的安全可信。     

TRainbow: a new trusted virtual machine based platform

Currently, with the evolution of virtualization technology, cloud computing mode has become more and more popular. However, people still concern the issues of the runtime integrity and data security of cloud computing platform, as well as the service efficiency on such computing platform. At the same time, according to our knowledge, the design theory of the trusted virtual computing environment and its core system software for such network-based computing platform is at the exploratory stage. In this paper, we believe that efficiency and isolation are the two key proprieties of the trusted virtual computing environment. To guarantee these two proprieties, based on the design principle of splitting, customizing, reconstructing, and isolation-based enhancing to the platform, we introduce TRainbow, a novel trusted virtual computing platform developing by our research group. With the two creative mechanisms, that is, capacity flowing amongst VMs and VM-based kernel reconstructing, TRainbow provides great improvements (up to 42%) in service performance and isolated reliable computing environment for Internet-oriented, large-scale, concurrent services.     

可信计算之信任链技术研究

可信计算近年发展迅速,被认为是最有可能从根本上解决计算机系统安全问题的一种方案,不同于传统信息安全解决办法,它以新的思路即主动防御来解决计算机和网络系统的信息安全问题.信任根和信任链是可信计算的根本组成部分.介绍了可信计算及信任链的相关知识,介绍了信任根,可信认证机制.最后详细给出了基于PCI扩展ROM的可信计算之信任链部分链实现的可行方案.     

基于可信计算平台的体系结构研究与应用

介绍了可信计算平台的关键部件组成及其功能,描述了可信计算平台的特点和原理机制,以及目前可信计算平台的研究进展情况,分析了基于可信计算平台技术的应用前景和存在的问题,并对未来的趋势进行了展望。基于863项目“可信计算系统平台”的安全芯片研制成功,展现了可信计算的良好应用前景。     

基于EFI的可信计算平台研究 *

介绍了可信计算的研究进展情况,描述了基于可扩展固件接口EFI下可信计算平台的原理机制、体系 结构及其平台实现框架,分析了基于信任根的信任链传递过程模型,并探讨了可信平台模块、可信软件栈及文件 完整性验证等关键技术的实现。     

基于可信计算平台的自动信任协商

可信计算平台的应用保证了终端的可信性,为网络安全问题的解决和可信网络的构建提供了必要的安全支持.网络安全的首要问题是信任关系的建立,自动信任协商是解决该问题的一种有效的方法.在介绍了可信计算平台的基本组成、自动信任协商的概念之后给出了一种基于可信计算平台的信任协商模型,阐述了可信计算平台为信任协商提供的安全支持并探讨了自动信任协商中的若干关键问题.最后,给出了一个基于可信计算平台的信任协商的示例.