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.     

一种形式化的可信平台模块应用编程接口安全性分析方法

针对可信平台模块(TPM)应用编程接口(API)规范设计的安全性未得到有效验证,本文提出了一种形式化的安全性分析方法.具体内容包括:采用形式化模型定义应用编程接口、攻击者能力与安全目标;借助自动证明机实现了一种基于归结准则和定理证明的推理方法,在该方法中还集成了可执行状态判决机制,在一定程度上缓解了状态空间爆炸的问题.实验结果表明,可信平台模块密钥迁移功能的设计存在一定安全缺陷.     

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.     

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.     

基于可信代理的访问控制模型

基于Agent技术,通过引入可信平台模块(TPM)并扩展系统信任链,提出一种新的层次化可信系统架构,在不可信的服务器与不可信的用户之间建立信任关系,实现了两者之间安全可靠的互操作.在TPM的支持下,从保密性和完整性两个维度以及能力和属性两个方面对数据访问操作的主客体进行量化评级,确定访问规则,实现了保密性与完整性相统一的安全访问策略,降低了用户与服务器被攻击的风险,保障了系统的可信运行,与现有的访问控制策略相比具有更高的安全性.     

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.     

面向虚拟化平台的透明加密系统设计与实现

针对虚拟化平台下数据防泄漏系统的要求,本文结合可信平台模块(trusted platform module,TPM)的密钥管理优势,提出了一种基于eCrytpfs文件系统的透明加密系统设计与实现方法.该文件保护系统MeCryptfs(modified-eCryptfs)使用自定制TPM密钥管理模块,改善了eCryptfs用户空间的密钥管理部分,通过取消多用户模式进一步增强了整个系统的安全性.测试结果表明,该透明加密系统具有较高的性能,能够满足加解密透明性要求.     

基于SR-IOV的TCM硬件虚拟化构建可信虚拟环境

虚拟可信密码模块(vTCM)架构在安全和性能上均存在缺陷,不满足特殊应用场景下高安全性的需求.本文基于设备虚拟化技术提出了一种TCM硬件虚拟化的实现架构,利用该架构设计密钥结构,得到构建高安全可信虚拟环境的方法,为虚拟机提供硬件级的可信密码服务.可行性验证分析表明,本系统能够增强可信虚拟环境安全性,提高系统效率.     

基于属性证明的可信网络接入方案

为保证终端接入网络时的可信计算平台配置满足特定的安全要求,可信计算组织提出了可信网络接入框架,在该框架中终端向网络决策判定方请求接入网络时采用二进制证明方案进行平台证明,存在完整性管理复杂、暴露用户平台配置隐私等问题.针对上述问题,本文提出了一种基于属性的可信网络接入方案,采用基于属性的远程证明方法,将可信网络接入中的平台证明交给一个可信的安全属性证书颁发方,此属性证书颁发方根据终端平台的完整性颁发安全属性证书,负责网络接入判定的网络接入决策者根据属性证书进行网络接入判定,有效地解决了传统可信网络接入中网络接入决策者完整性管理复杂以及终端平台配置暴露等问题,并能够根据安全属性将平台接入到不同的隔离域,实现了网络中平台多域的隔离.本文在802.1X框架下实现了上述方案,实验结果显示该方案能够根据平台的安全属性实现终端平台VLAN的隔离.     

基于策略和虚拟机技术的动态远程证明框架

针对现有可信计算中远程证明方案的不足,将虚拟机技术和策略相结合,提出并实现了一种新的远程证明框架.该框架在用户终端构建可信虚拟机向应用系统提供可信的执行环境,服务方可以制定灵活、细粒度的策略,并借助于可信虚拟机来分发和执行这些策略,从而保证终端平台的行为符合服务方的要求.通过相关分析和模拟实验,结果表明:该框架町以开放地允许更多的软件实体接入,并具有良好的实时性、动态性、灵活性,真正实现了基于行为的远程证明.     

开放系统中信任的自动建立

鉴于一个用户的身份在开放系统中不足以证明他是否可信，本文提出了一种基于属性的信任自动建立方法．交互的双方首先互相交换自己的信任书，信任书中包含了一些加密的敏感属性，然后根据自己的访问控制策略多次交换密钥，逐步向对方显示自己的敏感属性．该方法与传统的信任建立方法相比，具有存储空间小，计算量小以及抗攻击能力强等优点．     

基于TPM的家庭基站安全架构

针对基于SIM卡安全机制的家庭基站平台完整性无法保护,容易产生通过家庭基站的恶意攻击等安全威胁,提出了基于TPM的家庭基站保护机制,采用TPM的安全计算、安全存储和认证机制,实现了核心网对家庭基站的设备认证、家庭基站软硬件完整性验证、家庭基站身份认证、家庭基站位置认证与锁定、用户接入家庭基站的认证.     

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.     

TPM 2.0策略授权机制的安全缺陷及其改进方案

分析了可信平台模块TPM 2.0策略授权方式的安全性,开发了专门的灰盒测试系统对TPM 2.0的安全性进行了一系列测试,发现它存在两个潜在的安全隐患:信息泄露安全隐患和授权认证安全隐患.给出了利用该安全隐患暴力破解策略授权的实现方法并提出了一种基于共享密钥的授权会话加解密方案来对整个策略授权过程进行改进.实验结果表明,该改进方案可以很好的保证策略授权过程的安全性.     

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.     

一种基于可信第三方的CP-ABE云存储访问控制

分析了CP-ABE算法应用问题,提出一种新机制TBCCSAC(trustee-based CP-ABE cloud storageaccess control),通过使用可信第三方管理用户属性证书,动态生成资源访问密钥SK,引入访问控制令牌机制,有效地解决了云存储中用户属性知识管理维护量大、密钥分发与管理负担重,以及写权限鉴别缺失等问题.对TB-CCSAC进行的安全性分析表明,该机制的设计达到了安全性目标;仿真实验结果表明,与CCSAC(使用CP-ABE算法实现云存储访问控制)相比,TBCCSAC需要更少的存储空间.     

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.     

可信计算技术在嵌入式操作系统中的应用

针对通用可信计算技术难以直接满足嵌入式操作系统实时性要求的问题,通过对现有可信计算信任链进行裁剪,提出了一种基于完整性度量证书的信任链结构,在嵌入式操作系统内核中构造了嵌入式实时可信平台模块和可信软件栈.实验表明,嵌入式可信平台模块的平均命令执行时间节省了65.81%,嵌入式系统中的应用程序可实现密封存储、远程证明和完整性度量等可信计算功能,研究方案在总体上能够满足嵌入式系统的实时性和安全性要求.     

一种高生存性的车载自组网可信路由协议

针对目前车载自组网中路由安全问题,提出一种基于经验信任的可信路由模型.该模型从客观信任的角度引入经验信任的概念作为可信度量的标准,并给出了计算节点经验信任值和信誉度的推荐方法,根据节点的经验信任值设计一种新的动态包转发规则,从而实现车载自组网的可信路由.实验结果表明,该模型较贪婪周边无状态路由(greedy perimeter stateless routing,GPSR)协议具有较高的抵抗自私节点的能力.