一种新型嵌入式安全模块

介绍了作者自主研制的一种新型嵌入式安全模块ESM(Embeded Security Modle)．这种嵌入式安全模块在结构和技术上与美国可信计算组织TCG(Trusted Computing Group)的可信平台模块TPM(Trusted Platform Modle)规范是一致的，并在技术上有所创新．它采用了特殊的安全结构，嵌入式操作系统、多种总线等新技术，它可用作安全计算机的可信构建模块、USB-Key、安全单片机等，而且以它为安全控制模块可以开发出许多信息安全产品．     

《Wuhan University Journal of Natural Sciences》 Vol. 10 No. 1 2005摘要选登

●基于可信计算平台的安全内核构架(A Se curity Kernel Architecture Based TrustedComputing Platform)P.001~004陈幼雷, 沈昌祥(武汉大学计算机学院,湖北武汉 430072)摘　要: 结合可信计算思想,提出了一种构建在可信计算平台之上的安全内核体系结构.在当前操作系统内核中     

一种改进的可信计算平台密码机制

在分析可信计算组织TCG可信计算平台现有密码机制的不足的基础上,给出了一种改进的可信计算平台密码机制,在可信平台模块(TPM)内增加了对称引擎,采用统一的授权协议,精简了密钥授权访问认证,解决了TPM密钥内外部不同步的问题.通过在可信计算平台相关标准和产品中的实际应用表明,改进后的密码机制进一步增强了TPM的安全性,提高了可信计算平台的适用性.     

基于批处理的远程证明机制

针对远程证明中存在的效率问题,在现有可信计算模块(TPM)的基础上,提出了批处理方案,将短时间段内到达的请求集中进行处理,并利用Merkle树进一步减少批处理方案中通信量增长的不足.在可信移动代理服务(MAS)中的应用表明,一定时间内到达的请求越多,基于批处理的远程证明的效率提高的程度越好.     

抗物理攻击的TPM芯片改进设计

分析了目前可信计算平台中的设计缺陷,提出了一种简单有效的物理攻击.该攻击能绕过完整性度量对可信计算平台进行攻击.针对这种物理攻击,提出了基于信号完整性分析的TPM(trusted platform module)芯片改进设计方案.在TPM中增加模拟参数度量子模块TPM-APM(TPM-analog parameter measurement),TP-APM子模块通过对可信硬件平台特定网络的模拟参数进行度量与验证,进而保证整个可信硬件平台系统的完整性.     

TPM 2.0密钥复制安全性增强方案

分析了可信平台模块(TPM)2.0密钥复制相关流程,对于其中存在的密钥隐私泄露的安全问题进行了改进.在用户不安全复制传输情形下,从TPM管理者的角度出发提出了一套基于TPM自身的加密传输协议.通过利用TPM自身产生安全密钥,对未受保护的用户敏感数据进行加密,并通过签名的方式保障传输的可靠性.本文描述出了安全增强方案的实现方式,证明了其安全性和有效性,同时对性能进行测试,结果表明本方案开销与原始方案保持在100ms以内,不会对实际性能造成影响.     

基于移动可信平台模块的通用PC机系统可信增强

为了提高终端安全性能,提出并实现了移动可信平台模块(RTPM)和在其支持下的通用PC机系统可信增强架构及原型设计方案.RTPM通过USB接口与计算机平台连接,可接管启动控制权对后续启动的系统进行可信度量.该架构以RTPM为支撑实现完整的系统可信引导,将可信计算机制扩展剑操作系统和应用层,在不改变PC机硬件结构和通用计算机基本输入输出系统的情况下构建可信计算环境,为终端安全技术手段提供基础支撑,具有很强的实用性.     

一种新型安全计算机

在可信计算平台的概念和技术的基础上，介绍了我国自主研制的一种新型安全计算机．这种安全计算机在系统结构和主要技术路线上与美国可信计算组织TCG(Trusted Computing Group)的可信PC规范是一致的，并在技术上有所创新，采用了信任链机制、基于呤和智能卡的用户身份认证、嵌入式安全模块、两级日志、灵活的I／O端口控制等新技术．它适用于电子政务、电子商务及其他对安全性要求高的微机环境，而且以它为平台可以开发出许多信息安全产品．     

Ng-vTPM:新一代TPM虚拟化框架设计

虚拟可信平台模块v TPM(virtual trusted platform module)是云环境中提供可信功能的重要部件,针对已有v TPM在安全存储属性、可信身份属性、信任传递属性以及迁移时这些属性的保持在设计上的不足,本文提出一个Ng-v TPM框架.该框架结合TPM2.0的新特性,由物理TPM产生v TPM密钥提供安全存储属性,基于物理TPM背书平台种子与虚拟背书密钥的映射关系,提供虚拟机可信身份,将信任链由物理平台扩展到虚拟机平台,并提出使用基于平台配置寄存器策略的封装存储方法解决v TPM迁移后数据的可用性.最后以Xen-4.3.0架构为基础实现此框架.实验分析表明,该框架能够有效保证v TPM设计的安全需求.     

可信计算环境中的数字取证

为了进行可信计算环境中的数字取证调查，提出了一个可信计算取证模型．该模型对传统数字取证模型中的分析流程进行了扩展，增加了意识、授权和计划分析过程；在模型的收集和分析任务过程中引进了扩展的可信计算取证服务，包括：取证密封服务、取证密封数据、取证认证、密钥恢复以及分布式取证服务．利用可信计算取证服务和改进的分析流程能够有效解决可信计算环境中的数字取证调查问题．从可信计算和数字取证技术角度，分析了该模型的取证能力指标．通过比较和评价可知该模型具有较强的取证能力并能够进行分布式取证分析．     

可信安全计算平台的一种实现

依据TCPA所提出的可信计算平台的原理给出了可信安全计算平台的一种具体实现——JETWAY安全计算机，其系统结构和所采用的主要技术路线与TCPA PC规范相一致，并有独特的智能卡开机身份认证和设备安全控制功能，最后给出了JETWAY安全计算机在证券网络远程交易系统中的一个应用实例．     

Android操作系统可信计算平台架构

为解决现有基于Java J2ME架构构建可信计算平台时的局限性,本文针对Android操作系统特性,以移动可信模块为基础,提出了基于Android操作系统的可信平台架构,并对架构中的各个模块和技术方案的可行性进行论证,阐述了轻量级DAA匿名认证方案在本架构的实现思路,验证了此架构的可行性.分析结果表明,基于Android的可信计算平台架构可在不改变现有移动终端架构且不丧失Java特性的前提下,通过重用现有技术和硬件,使移动终端可在可信芯片的支持下进行可信认证,并保证认证速度.     

静态可信度量根安全证明方法

针对可信计算静态信任链中的度量核心CRTM存在着实现上的度量不完整、不准确、以及带来的安全威胁的问题,详细描述了静态可信度量根SRTM的度量漏洞,基于可信平台模块TPM时间戳和SMI中断,提出了一种完整的SRTM度量过程和安全证明协议,通过构造可靠的CRTM安全协议,使得攻击者对时间阈值的篡改攻击是不可行的,有效修补了SRTM系统存在的安全漏洞.     

一种新的进程可信保护方法

针对计算机端系统中病毒和木马导致应用程序缺乏可信性的问题，提出了一种新的进程可信保护方法．该方法采用可信计算平台技术，通过度量进程代码和数据的完整性断定其信任性．并综合运用软硬件控制，采用单向散列算法，在通用开放的计算机系统中建立起用户到进程的可信道路，保证了进程代理用户任务的可信性．实际测试结果表明该方法能够增强操作系统的安全性，确保关键应用在不安全的环境中顺利执行，并防止重要文件的非授权使用．     

基于可信计算的车联网云安全模型

基于可信计算的思想,提出基于可信计算的车联网云计算安全模型的架构;针对车载通信设备提出了身份认证和信任度评估的框架,并在该框架基础上给出了密钥管理结构和移动节点认证过程;在车联网云平台的各个虚拟机上构建起基于TPCM(trusted platform control module)的信任链,以此为基础为车联网云提供一个安全的运行环境.     

一种可信软件栈的兼容性改进方案

针对目前可信软件栈(TSS)规范的应用兼容性问题,提出了TSS命令改进方案,使之能够支持多种密码算法的可信平台模块.通过对TSS体系结构和组成的分析,重点描述了可信服务提供层(TSP)和可信核心服务层(TCS)的功能和接口特点,并以典型的可信平台模块(TPM)命令为例,通过句柄映射和函数输入输出参数的调整,增加TCS命令解释功能,改进TSS兼容性,使得TSS在不修改上层应用的情况下能兼容多种密码方案,达到应用兼容的目标.     

可信计算研究进展

可信计算是信息安全领域的一个新分支．文中阐述了可信计算技术与理论的最新研究进展．通过分析可信计算技术的发展历史与研究现状，指出了目前可信计算领域存在理论研究滞后于技术发展、部分关键技术尚未攻克、缺乏配套的可信软件系统等问题，提出了值得研究的理论与技术方向，包括：以可信计算模型、信任理论等为代表的可信理论基础，以可信计算平台体系结构、可信网络、可信软件工程、软件信任度量技术等为代表的可信计算关键技术．     

可信链跨物理主机迁移及快速恢复方法

针对现有TPM-vTPM PCR映射技术方案的缺点,提出了一种新的从TPM到vTPM的可信映射方法.在此基础上,建立从硬件TPM到vTPM再到客户机操作系统和客户机应用程序的可信链,提出可信虚拟机跨物理主机迁移及可信链快速恢复的方法,分析了可信链迁移方案中的关键技术,开发了原型系统对该方案进行了技术实现.与现有方案相比,本文方案具有易于实现,易于扩展及适应可信链跨物理主机迁移及快速恢复的特点.最后,分析了实现该原型系统时涉及到的关键技术,并分析了该方法的应用前景.     

基于模型检测的可信软件栈测试

基于模型检测理论,提出了一种可信软件栈的测试方法,使用计算树逻辑对可信软件栈的函数调用进行抽象描述,通过验证可信软件栈函数的接口和函数调用是否符合规范,从而确定平台中可信软件栈的正确性.测试结果表明,一些可信计算平台产品中的软件栈不完全符合可信计算组织(TCG)的规范要求.     

虚拟化架构下管理域安全增强方法

针对虚拟化信息系统的可信度量和可信计算基繁重的问题,对TPM进行软件虚拟化,建立了基于vTPM的信任链;根据虚拟化管理域的操作集属性,将特权操作移植入只读域,并对其部署新型访问控制策略,隔离Dom0的用户空间与特权操作,规避用户空间非法访问物理内存的安全风险.实验结果表明,本文建立的基于vTPM的信任链实现了对虚拟化系统的可信度量,新型访问控制策略有效地阻断了用户空间对物理内存的访问权限,缩小了可信计算基,从而保护虚拟机系统的完整性和机密性,极大地增强了虚拟化平台的安全性.