基于内存取证的内核完整性度量方法

内核级攻击对操作系统的完整性和安全性造成严重威胁.当前,内核完整性度量方法在度量对象选取上存在片面性,且大部分方法采用周期性度量,无法避免TOC-TOU攻击.此外,基于硬件的内核完整性度量方法因添加额外的硬件使得系统成本较高;基于Hypervisor的内核完整性度量方法,应用复杂的VMM带来的系统性能损失较大.针对现有方法存在的不足,提出了基于内存取证的内核完整性度量方法KIMBMF.该方法采用内存取证分析技术提取静态和动态度量对象,提出时间随机化算法弱化TOC-TOU攻击,并采用Hash运算和加密运算相结合的算法提高度量过程的安全性.在此基础上,设计实现了基于内存取证的内核完整性度量原型系统,并通过实验评测了KIMBMF的有效性和性能.实验结果表明：KIMBMF能够有效度量内核的完整性,及时发现对内核完整性的攻击和破坏,且度量的性能开销小.     

时序PLD安全缺陷检测方法研究

可编程逻辑器件(PLD)在电子设备中广泛应用,其安全缺陷检测已成为信息安全领域中一个富有挑战性的课题。通过分析PLD安全缺陷的存在形式,提出了基于状态转移图的安全缺陷检测方法。该方法统一了检测思路,采用了脱机式芯片逆向分析和在线式芯片逆向分析相结合的技术,适用于不同的PLD安全缺陷检测,同时根据存在形式提出了检测算法。最后通过模拟测试对该检测思路及算法的有效性进行了验证。     

自动复位快速环树数据采集算法

获取时序可编程逻辑器件内部状态转移关系是可编程逻辑器件逆向分析的关键和安全缺陷分析的基础。在分析现有可编程逻辑器件数据采集算法的基础上,基于环树数据采集算法,提出一种自动复位机制,以实现可编程逻辑器件功能全集数据的采集;针对环树数据采集算法驱动路径动态变化的问题,提出一种动态最短路径算法,以减少状态转移次数,提高采集效率。实验结果显示,自动复位快速环树数据采集算法不仅实现了可编程逻辑器件功能全集数据的正确采集,而且数据采集效率比现有算法提高了约9%。     

基于控制流信息的克里普克结构生成方法

恶意程序检测是信息安全技术研究的重要内容,基于程序行为特征的检测可以弥补二进制特征码检测方法的很多不足。使用模型检验技术可以对程序的操作行为做属性验证,它需要对目标程序进行建模,得到一个符合克里普克结构的迁移系统。通过对模型检验技术和克里普克结构的研究分析,提出了一种以完整控制流信息为基础、采用贪婪归一策略的克里普克迁移系统生成方法。测试分析表明,利用该方法生成的迁移系统可以完整地描述控制流信息,也可以精确地刻画系统状态的改变。     

PLD逆向分析中并行数据采集技术研究

现有的数据采集算法很难适用于较大规模的加密PLD解析。文章研究数据采集中状态加全的并行性和CPU与采集平台之间的并行性,提出了一种并行数据采集模型,通过将状态加全和搜索状态转移路径分散到多个采集设备上执行,充分利用设备资源,解决了构建状态转移图时内存不足的问题,有效降低了数据采集时间。     

一种基于完整性保护的终端计算机安全防护方法

终端计算机是网络空间活动的基本单元,其安全性直接关系着网络环境和信息系统的安全.提出了一种基于完整性保护的终端计算机安全防护方法,它将完整性度量和实时监控技术相结合,保证终端计算机运行过程的安全可信.建立了以TPM为硬件可信基、虚拟监控器为核心的防护框架,采用完整性度量方法建立从硬件平台到操作系统的基础可信链;在系统运行过程中监控内核代码、数据结构、关键寄存器和系统状态数据等完整性相关对象,发现并阻止恶意篡改行为,以保证系统的完整、安全和可靠.利用Intel VT硬件辅助虚拟化技术,采用半穿透结构设计实现了轻量级虚拟监控器,构建了原型系统.测试表明,该方法能够对终端计算机实施有效的保护,且对其性能的影响较小.     

基于位运算的固件代码变量区间分析法

变量区间分析是程序代码数据流分析的重要部分。固件反汇编代码存在字节运算和位运算两类运算,当变量取值范围较大时,依次迭代法不能高效地分析经位运算后的结果的取值区间。提出一种快速位运算方法,即根据变量取值区间范围,先将变量转化为不确定位形式再进行位运算;提出一种区间生成算法,即把不确定位形式转化为区间来实现字节运算。实验结果表明,该基于位运算的固件代码变量区间分析方法在程序变量取值范围较大时效率远远高于依次迭代法,而且在各种变量取值区间范围内所需时间稳定,并随着区间范围的增大,其有略微下降趋势。     

基于分布/共享内存层次结构的并行程序设计

分布内存结构和共享内存结构各具特点，又有很强的互补性，分布／共享内存层次结构将两种结构相结合，以充分发挥其优势。文中主要讨论基于分布／共享内存层次结构的并行程序设计问题，介绍了MPI和OpenMP混合并行程序设计模式。     

基于PCI总线加密卡硬件设计

介绍基于PCI总线加密卡的硬件组成部分。该加密卡汲取了现代先进的加密思想,实现了高强度加密功能。     

运行时代码随机化防御代码复用攻击

代码复用攻击日趋复杂,传统的代码随机化方法已无法提供足够的防护.为此,提出一种基于运行时代码随机化的代码复用攻击防御方法LCR.该方法在目标程序正常运行时,实时监控攻击者企图获取或利用gadgets的行为,当发现监控的行为发生时,立即触发对代码进行函数块级的随机化变换,使攻击者最终获取或利用的gadgets信息失效,从而阻止代码复用攻击的实现.设计实现了LCR原型系统,并对提出的方法进行了测试.结果表明：LCR能够有效防御基于直接或间接内存泄漏等实现的代码复用攻击,且在SPEC CPU2006上的平均开销低于5%.