密钥管理关键技术研究

密钥管理问题是网络安全问题中的关键问题,密钥管理是处理密钥自产生到最终销毁的整个过程中的有关问题,从技术上看,密钥管理包括密钥的产生、存储、分配、使用和销毁等一系列技术问题,密钥存储和分配是其中最重要的问题。文章重点研究了密钥托管和密钥分配技术,并给出一种基于NTRU密码体制的密钥分配协议,与传统的基于离散对数的密钥分配协议相比,该协议具有更高的效率。     

一种TPM2.0密钥迁移协议及安全分析

国际规范《TPM-Rev-2.0-Part-1-Architecture-01.38》允许用户基于密钥复制接口来设计密钥迁移协议以实现芯片间密钥的共享,并在复制过程中通过innerwrap和outerwrap为复制密钥提供机密性、完整性和认证性.然而通过分析发现基于密钥复制接口设计的密钥迁移协议存在三个问题：（1）缺少交互双方TPM的相互认证,会导致密钥能够在敌手和TPM间迁移;（2）当复制密钥的属性encryptedDuplication=0且新父密钥的句柄newParentHandle=TPM_RH_NULL时,复制接口不能实施innerwrap和outerwrap,复制密钥将以明文传输而造成泄露;（3）当新父密钥是对称密钥时,innerwrap中的对称加密密钥以及outerwrap中的密钥种子如何在源TPM与目标TPM之间安全交换,《TPM-Rev-2.0-Part-1-Architecture-01.38》并没有给出具体的解决办法.不仅如此,该协议流程还非常复杂,也无法统一,容易导致复制密钥泄露.针对以上问题,本文提出了基于MAK（Migrate Authentication Key）和复制接口的新密钥迁移协议-MDKMP（Make Duplication Key Migration Protocol）.首先在TPM中的SRK下新增只用于TPM密钥迁移的非对称密钥MAK,并申请相应证书-TPM迁移认证证书;然后基于MAK证书和复制接口设计新的TPM密钥迁移协议MDKMP.MDKMP采用两阶段迁移模式,第一阶段将源TPM密钥迁移到目的TPM的MAK下,第二阶段再将密钥迁移到新父密钥下.     

基于密钥管理的密钥分发解决方案探析

密钥管理是在参与保密通信的各方中建立密钥并保护密钥的一整套过程和机制,涉及密钥的生成、分发、存储、销毁等各个环节中的保密措施,无论是私钥密码体制还是公钥密码体制,在密钥管理的各个环节中,密钥分发都是最为棘手的问题。文章给出了私钥密码体制和公钥密码体制密钥管理中密钥分发问题的解决方案,并对每种解决方案的原理和所存在的缺陷进行分析,同时指出了应对策略。     

计算机、外设、网络设备

Densitron集成TPM的嵌入式单板机 Densitron公司选用Atmel的TPM(可信赖平台模块)来 提高其新产品线中硬件的安 全性。DPX - 114 和 DPX - 1 1 5 产品采用A t m e l 的 AT97SC3201　TPM 芯片。这 一安全模块可以提供RSA 加 密 / 解密、安全密钥存储和SHA(安全扰乱算法)等存储。这些功能可以服务于多种不同的与安全相关的任务,包括将软件与硬件平台实现连锁、防止软件篡改以及盗版、管理数字化版权和证书执照,从内部以及在网络上保证数据交换的安全性。据称DPX-114和DPX-115 是首批采用集成TPM 的嵌入式…     

基于TPM的Needham-Schroeder协议

论文针对Needham—Schroeder对称密钥协议存在的问题,提出了在参与协议运行的各个实体中嵌入可信平台模块TPM,利用TPM的保护存储等功能,实现对各个实体的本地保护;利用TPM的平台证实功能使得认证服务器与实体A、实体A与实体B在协议的运行中分别进行双向证实;由此对协议进行改进,增强了协议运行的安全性。     

可信计算环境下的Canetti-Krawczyk模型

在可信环境下,我们对密钥协商协议的形式化方法—Canetti-Krawczyk(CK)模型进行研究,对该模型中定义的攻击者三种攻击能力重新进行分析.发现在可信环境下,如果用户的签名/验证公私钥对是由TPM生成的,则CK模型中的攻击者只有一种攻击能力:会话密钥查询(session-key query);否则攻击者有两种攻击能力:会话密钥查询和一种新的攻击能力—长期私钥攻陷攻击(long-term private key corruption).另外,TPM克服了CK模型中基于加密算法认证器的安全缺陷.在此基础上,我们提出了可信环境下的CK模型—CKTC.之后,通过一个使用CKTC模型进行密钥协商的例子可以看出该模型简化了可信环境下密钥协商协议的设计与分析.另外,通过分析我们发现:为了提高密钥协商协议的安全性,不同国家应该根据各自的需要在TPM内部增加对称加解密模块;用户的签名/验证公私钥对也尽可能由TPM来生成.     

DAA 协议中平台隐私数据的保护方案﹡

针对当前可信计算平台身份证明最好的理论解决方案——直接匿名认证（DAA ,Direct Anonymous Attestation）协议中平台隐私数据（,A e ）是以明文方式直接存储在平台上很容易受到攻击的问题,基于 TPM 的安全存储功能,提出了平台隐私数据（,A e ）的保护方案。该方案根据用户的身份生成隐私数据（,A e ）的保护密钥和授权数据,利用 TPM 的安全存储功能对该保护后的隐私数据进行存储,并通过理论分析和实验验证,表明了所提方案在保护隐私数据（,A e ）的同时,对直接匿名认证协议的性能影响也不大,增强了 DAA 协议的身份认证可信。     

基于LKH的组播密钥分发改进方案R-LKH

随着Internet的发展，组播技术得到了广泛的应用，其中组密钥管理是组播安全的核心问题。分析了已有密钥管理方案的优缺点，特别是被广泛关注的LKH方案，提出了一个基于LKH的密钥管理新方案R—LKH．并给出相应的更新算法。通过对本方案和其他方案的通信开销、密钥存储开销和计算开销的分析表明．该方案可有效降低密钥开销，且具有可行的通信效率，适用于大型的动态群组。     

主密钥在组播密钥管理中的应用

本文在改进的RSA体制基础上给出主密钥的生成算法,并在主密钥的基础上提出了主密钥管理方案,该方案将参与组播的成员分成若干子组,每个子组的密钥生成、分发和更新由一个主密钥控制器完成。当成员变化时,设计的密钥更新策略同时满足前向安全和后向安全,这就解决了组通信中的密钥管理问题,实现了安全的组播。同时该方案使得每个用户只需存储和管理一个密钥,就能与组内或组外的用户进行安全通信,降低了用户的负载。因此主密钥管理方案能适用于大规模的、在网络中广泛分布的和动态的组。     

基于可信计算平台的统一身份认证系统研究

统一身份认证将用户在不同应用中所使用的用户ID、口令等一些信息进行集中存储和管理,使用户方便、高效地使用各个应用系统。针对一般的统一身份认证系统的不足,例如未考虑到终端可信性等问题,引入可信计算技术来提供终端可信性的支持。依据可信计算技术的核心——可信平台模块(TPM)来实现计算平台的可信。它是具备密码运算和存储功能的一个小型的片上系统。通过提供密钥管理和配置管理等技术,实现计算平台的可信。     

TPM用户密钥命令安全性形式化分析

The Trusted Platform Module (TPM) is a dedicated hardware chip designed to provide a higher level of security for computing platform. All TPM functionalities are implemented in TPM commands to achieve specific security goals. We attempt to analyze the security properties of these commands, especially the key management API. Our study utilizes applied pi calculus to formalize the commands and determine how their security properties affect TPM key management. The attacker is assumed to call TPM commands without bounds and without knowing the TPM root key, expecting to obtain or replace the user key. The analysis goal in our study is to guarantee the corresponding property of API execution and the integrity of API data. We analyze the security properties of TPM commands with a process reduction method, identify the key-handle hijack attack on a TPM newly created key, and propose reasonable solutions to solve the problem. Then, we conduct an experiment involving a key-handle attack, which successfully replaces a user key with an attacker's key using malicious TPM software. This paper discloses the weakness of the relationship between the key handle and the key object. After the TPM software stack is compromised, the attacker can launch a key-handle attack to obtain the user key and even break into the whole storage tree of user keys.     

TPM安全芯片设计与实现

随着互连网的迅猛发展,对信息安全的要求越来越高,TCG组织提出了基于TPM安全芯片的可信计算平台概念。文章描述了基于TCG规范所设计的TPM安全芯片的体系结构及其核心固件功能模块,包括平台安全信任链的建立、平台身份认证实现及安全权限管理。     

可信网络的平台认证与接入

文中首先分析出了传统网络面临的安全威胁,介绍了与传统网络不同的可信网络平台认证模型,给出了可信平台模块TPM在平台认证中的作用,提出了用可信网络模块TNM来加强接入的安全性。     

可信计算的研究及其发展

论文针对可信计算技术,介绍了其相关组织和标准,并对其核心技术可信平台模块进行了较为详细的分析,最后针对其在国内外的发展状况进行了展望。     

内嵌TPM的视频监控服务器安全方案

可信计算技术是目前计算机安全的研究热点之一。采用可信计算技术。可大大提高终端和网络通信的可信性。本方案通过视频监控服务器内嵌可信计算平台模块TPM，将可信计算技术引入到视频监控系统中。利用TPM的密码运算引擎和存储保护功能，结合可信计算的相关思想，能够使视频监控服务器的安全性有一定的提高，而且这种基于硬件的安全技术，相对于基于软件的安全技术来说效率更高。     

可信平台模块命令安全性和性能分析

作为可信计算平台核心,可信计算模块(TPM) 芯片是可信计算安全性的基础.分析TPM及其命令接口的特征和安全性,并对比相同功能的软件实现,分析其执行性能.     

基于Eucalyptus的基础设施即服务云框架协议设计

云计算中的基础设施即服务(IaaS)免去用户自主管理计算机硬件的麻烦,随时随地按需向用户提供计算和存储资源。Eucalyptus是一个被学术研究关注的开源IaaS实现,然而没有文献描述完整的利用Eucalyptus的所有模块来提供安全的基础设施服务。该文针对IaaS的安全需求,提出一个可信的IaaS框架。框架将基础设施服务提供过程细化为5个环节,并基于可信平台模块(TPM)设计相应安全协议实现这些环节。协议的设计过程严格遵守TPM的操作规范,并加入可信第三方以制约服务提供商的权力。协议的安全性均通过Scyther自动化分析工具的检测,从而保证整个框架满足IaaS的安全需求。     

A New Process and Framework for Direct Anonymous Attestation Based on Asymmetric Bilinear Maps

For the problem of security properties scale badly of the Direct anonymous attestation （DAA） scheme based symmetric bilinear pairing, a new DAA scheme based on asymmetric bilinear pairing, which gives a new practical solution to ECC-based TPM in protecting the privacy of TPM,is presented. The scheme takes on new process and framework in sign protocol, of which the TPM has only to perform three exponentiations, moreover, the signature which isn＇t knowledge of signature, is a signature of the ordinary ecliptic curve system itself. Compared to other schemes, the whole performance of the scheme is the best,and the scheme not only satisfies the same proper- ties, but also is more simple and efficient. This paper gives not only a detailed security proof of the proposed scheme which shows that the scheme meets the security require- ments of anonymity and unlinkability,but also a careful performance analysis by comparing with the existing DAA schemes.     

基于USB KEY和BIOS的TPM故障解决方案

目前的可信计算研究方案,比较多地强调应用TPM模块,但对TPM模块自身的可靠性和稳定性等考虑的较少,若TPM发生故障,则整个系统就无法正常工作,同时用户的一些重要信息也不能恢复。文中提出了一种基于USB KEY和BIOS的安全解决方案,当TPM故障时,调用禁用TPM模块,使TPM进入功能禁用状态,不进行度量操作,计算机进入非可信工作模式;在启动过程中,利用USB KEY和访问控制模块,实现在BIOS层的身份认证;利用保存在USB KEY里的相关密钥,恢复用户的一些重要信息。