基于可信模块的云存储用户密钥管理机制研究

云存储为用户提供了方便的在线数据存储服务。但是,云存储服务商并不能完全保障用户隐私数据的安全。目前针对云存储用户隐私数据的保护又缺乏对密钥的保护,本文提出一种基于可信模块的云存储用户密钥管理机制,通过引入可信硬件模块,基于无证书密码学基本原理生成和存储用户密钥信息,建立安全高效的密钥备份和恢复机制,同时,采用数据分割理论提高基于可信硬件模块密钥管理的数据保护效率。文章描述了基于可信模块的密钥管理机制的实现方法,并进行了安全性和效率测试分析,实验表明,该机制具有很好的安全性和数据保护效率。     

基于USB Key的可信启动技术研究

终端的可信启动过程是可信计算的关键问题之一。在分析统一可扩展固件接口（UEFI）启动过程和驱动模型的基础上,根据UEFI以及操作系统启动过程中可能面临的安全威胁,提出基于USB Key可信启动方案。在完成UEFI下USB Key的驱动程序以及相关应用程序的基础上,完成完整性度量和完整性验证、数据加解密和身份认证等相关操作,实现基于USB Key的可信启动过程和身份认证过程。实验结果表明,该方案能够快速有效地保证计算机终端在启动过程中不被篡改和用户的合法性。     

基于TPM的安全操作系统的设计研究

目前操作系统正面临着各种各样的攻击,如何设计安全的操作系统对计算机的广泛应用有重要的作用。可信计算组织（Trusted Computing Group,TCG）提出了可信计算规范,其主要思想就是通过度量和验证来保证平台及应用的安全。结合TCG规范中＂可信链＂的思想,利用可信平台模块（trusted platformmodule,TPM）提供的可信计算功能,给出了基于TPM的安全操作系统的体系结构,进行了基于TPM的安全操作系统的启动设计和应用安全设计,可较好地解决目前操作系统面临的安全问题。     

电子数据取证的可信固定方法

在介绍传统电子数据固定方法的基础上,针对可信取证理念,给出电子数据静态属性可信的支撑框架和可信固定方法.运用DSA数字签名、时间戳技术,并结合基于证实数字签名的第3方保证方案,研究电子数据具体的可信固定算法.通过形式化分析,定义并描述电子数据静态属性可信的约束规则,为电子数据可信固定提供支持.结合取证实例,运用已总结的公理和规则进行可信取证的形式化分析.结果表明,该方法能对电子证据进行可信固定.     

一种基于可信树的群成员撤销方法

提出了一种基于可信树的群成员撤销的方法,实现了群签名的动态性,并对其效率及安全性进行了分析.通过对传统Merkle树的结构进行改进,克服Merkle可信树静态性的缺点,改进为动态的2-3可信树,并用来实现群签名的动态更新操作,将新的可信树型结构应用到群成员撤销的过程中,满足群签名的可撤销性.此外,改变了传统Merkle可信树保存每个节点的验证路径的方式,改变树上节点的结构,将验证路径与树型结构的每个节点联系起来.     

基于同态加密的可验证隐私数据聚合方案

为克服传统无线传感器网络数据聚合方案在数据保密计算、防止抵赖、抵御内部和外部攻击、追查并修复错误等方面的性能及安全性与效率上的不足,本文构造了一个基于数字签名和同态加密技术的可验证隐私数据聚合方案。采用ElGamal加密方案作为基础方案对隐私数据加密,并将传感器节点身份信息加入数字签名,使来自不同节点的数据具有可辨识性,从而使方案具备了验证数据及追查并修复错误的能力。采用了相关文献提出的保密干扰因子方法,使方案能够抵御内部攻击,并利用一类具有同态加性质的保密求和算法构造了一种不需要可信第三方的保密干扰因子生成方法,从而避免了引入可信第三方及由此带来的安全性与效率问题。给出了方案的安全性证明和效率分析,并就主要性能与一些典型方案做了对比。分析结果表明,本文方案是安全的,且整体性能优于已有方案。     

可信软件基与操作系统的隔离/交互机制

在应对可信软件基(TSB)与操作系统(OS)隔离的同时进行交互方面,如何有效保障TSB可信执行和监控敏感操作的可信性方面还存在一定的不足。针对这种状况,本文提出一种TSB与OS之间的隔离/交互机制(IIM),该机制结合可信执行技术保证TSB的可信引导,借助内存虚拟化技术实现TSB的内存空间对于OS完全透明。此外,在可信芯片与可信策略的支持下,该机制能够实时监控TSB运行空间,动态触发针对TSB敏感操作的可信检查,通过一些敏感操作等动态触发,可以实现TSB对OS系统的保护和验证功能,从而实现两者之间的交互作用。本文实现了IIM的原型系统并对其进行了实验测试,实验结果表明,IIM能有效实现TSB与OS的隔离与交互,给OS带来的性能开销低于3%。     

可信认证网关系统的原理与设计

提出基于可信计算集团(TCG)可信平台模型TPM的可信认证网关系统(TAGS)的解决方案,介绍了其原理和设计,并对TAGS的缺陷进行了分析。由于可信平台模型(TPM)中保存着与芯片所在平台相关的密钥和证书,验证者可以通过TAGS系统确定何时可以安全地向一个网络请求开放网络连接。     

基于可信网络连接的局域网数据保密系统设计与实现

基于可信网络连接TNC规范,设计并实现了一个局域网数据保密系统。根据TNC的可信平台机制对网络访问的终端实体进行接入控制,采用内核级的文件过滤驱动技术对敏感信息进行监控和保护,防止敏感信息的无意泄漏和恶意窃取,达到文件受控于可信网络环境的要求。基于可信网络连接TNC规范,设计并实现了一个局域网数据保密系统。根据TNC的可信平台机制对网络访问的终端实体进行接入控制,采用内核级的文件过滤驱动技术对敏感信息进行监控和保护,防止敏感信息的无意泄漏和恶意窃取,达到文件受控于可信网络环境的要求。基于可信网络连接TNC     

操作系统可信增强技术研究

可信计算是当前信息安全技术的一个研究热点。通过描述可信性的定义,分析可信计算的发展与现状,全面阐述了操作系统的可信体系结构设计技术、可信链设计技术、远程升级与更新设计技术及故障检测与处理设计技术等可信增强技术,较好地解决了当前计算机系统存在的安全问题。     

基于可信计算技术构建电力监测控制系统网络安全免疫系统

电力系统是国家重要基础设施,电网调度控制系统是现代大电网安全稳定运行的重要手段,也是国家级网络对抗中的重点攻击目标。中国电网已经全面建成了以网络隔离及边界防护为主的网络安全纵深防护体系,但面对以快速演进的恶意代码为主要技术手段的APT攻击,存在防护技术滞后于攻击手段、安全功能制约于业务功能、防护措施影响控制业务实时性等问题。可信计算是一种运算与保护并行结构的计算模式,通过保持计算环境及计算逻辑的完整性,为计算平台提供了对恶意代码、非法操作的自主免疫能力。基于可信计算技术,建立电力监测控制系统网络安全免疫系统,由控制主站系统电力可信计算平台、可信网络通信及可信现场测控终端构成,覆盖电力控制业务从现场监测、通信、计算分析、控制指令下达与执行全部环节,为电力控制系统提供了一种行之有效的主动防御机制。主站系统电力可信计算平台包括作为信任根的可信密码模块硬件和嵌入到操作系统内核的可信软件基两个核心组件,实现计算机的可信引导,对操作系统及应用程序的完整性度量、强制访问控制和强制执行控。电力可信计算平台在标准的信任链构建方法基础上,在操作系统引导器中植入度量代码,通过CPU实模式驱动下的可信密码硬件对系统引导程序代码完整性进行回溯度量。与当前通用的可信计算技术实现方式相比,电力可信计算平台将度量的起点从操作系统前推到操作系统引导器,从而使得系统安全性大幅度提升。结合电网调度控制系统中的安全标签机制,电力可信计算平台对应用进程实现了融合操作系统层和应用层的双重强制访问控制。结合调度数字证书系统,实现了应用程序预期值安全管理,确保预期值的真实性与权威性。电力可信计算平台使用了计算组件中的原生安全功能,无需对业务程序、逻辑和系统资源进行改动,避免了对在运业务系统进行大规模改造,在工程上切实可行。全面的测试及广泛的工程实践表明,电力可信计算平台消耗系统资源少,运行效率完全满足控制业务实时性要求,对业务功能没有任何干扰。基于可信计算技术构建的网络安全免疫系统,为电力监测控制系统提供了一套高效率、高强度防护机制,对恶意代码、非法操作具有主动防御能力,同时也适用于其他业务逻辑固定、系统更新不频繁、安全等级要求高的工业控制系统。     

面向用电采集系统终端的可信度量方案

针对可信计算中可信度量的研究现状,对如何将可信计算引入用电采集终端的问题进行了深入研究,提出并构建了一种面向用电采集系统终端的可信度量方案。该方案以可信密码模块(TCM)为终端的可信芯片,以传统的可信度量技术为核心,并在可信度量环节引入了基于属性的远程证明方法。通过理论与实验分析可知,该方案可以有效改善二进制远程证明隐私性差、效率低、平台不可扩展等问题,提高了电力移动终端的信息安全主动防御能力。     

基于可信级度量的智能终端安全模型研究

为解决开放环境下智能终端无法提供有效保护用户隐私及通信实体之间的信任问题,提出一种基于可信级度量的stTLM智能终端安全模型。该模型基于一种轻量级可信级度量机制,通过对任务安全分级及集成奖惩机制,可提供细粒度的安全访问授权性能。模型评估结果表明,stTLM模型具有优异的环境适应性及动态性能。模型容易实施,可有效增强开放环境下智能终端的安全性。     

校园一卡通系统的设计及安全性措施的研究

对校园一卡通系统的总体目标、各子系统功能以及一卡通系统的网络结构和管理组织结构进行了设计,分别从操作系统安全、数据库安全、网络安全、数据安全机制、终端安全及卡片安全等几个方面进行了分析,提出了防止一卡通系统中数据被非法窃取、篡改以及丢失的几种联合安全措施,消除了校园一卡通系统潜在的安全性隐患问题,可为各院校建设校园一卡通系统提供借鉴。     

基于可信计算构建纵深防御的信息安全保障体系

根据美国网络空间安全战略的启示,阐述了中国信息安全面临的挑战和主要任务;从加强信息安全保障体系建设、可信计算体系框架、创新发展可信计算等方面,详细阐述了如何将可信计算用于积极构建纵深防御体系,以及在这个防御体系构建过程中的创新点;最后,提出了捍卫中国网络空间主权、自主研发、网络防护体系、人才培养等方面的建议。     

基于可信计算技术的自助服务系统终端可信环境构建研究

利用可信计算技术手段,以硬件为信任根,逐级检查计算设备终端的可信性.当发现设备内软、硬件处于异常状态即停止服务的启动或运行,极大地减小了恶意用户攻击的可能性.提出了自助服务系统终端可信环境的实现方法,从源头解决了计算机系统的安全问题.     

一种专用可信网络

为实现一个可信的专用网络,结合可信计算技术,利用组合公钥算法将可信终端的信任链引入专用网络．采用闪存密钥技术弥补了组合公钥算法易受共谋攻击的缺点,建立了,专用可信网络模型,以密码管理和安全管理为中心构建了综合安全防护系统,实现了专用网络的安全性、真实性、可控性和可靠性．     

嵌入式可信终端认证原型的研究与实现

针对目前终端面临的安全隐患,利用可信计算思想,提出了嵌入式可信终端认证原型的设计方案。该方案将口令、生物特征、证书机制和可信认证机制相互融合,构建出用户、终端和应用三层次嵌入式可信终端认证原型,并对可信终端的硬件环境构成、可信引导和可信认证等问题进行了深入分析。该原型对TCG定义的TPM功能进行了扩展和应用,可为嵌入式终端平台提供可信的计算环境。     

基于虚拟机的内核完整性保护技术

针对云计算中客户虚拟机内核完整性面临的威胁,该文提出了一种保护虚拟机内核完整性的技术-CTVM。该技术在KVM虚拟机环境中实现了虚拟化可信执行环境的创建,使多个客户虚拟机同时拥有可信计算功能,能对客户虚拟机提供启动完整性度量;在此基础上利用硬件辅助虚拟化技术,通过为客户虚拟机构造隔离的地址空间,使客户虚拟机中不可信模块与内核运行在逻辑隔离的地址空间。从这两个方面实现对客户虚拟机的启动和运行时的完整性保护。最后,以某国产服务器为实验平台实现了CTVM原型系统,系统测试与分析验证了技术的可用性,系统性能损耗在可接受的范围内。