可信计算理论与技术共96页
可信计算的研究与发展
可信计算的研究与发展一、概述随着信息技术的快速发展，计算机和网络系统已经成为现代社会不可或缺的基础设施。
这些技术的广泛应用也带来了严重的信息安全问题，如数据泄露、恶意软件攻击、网络钓鱼等。
为了应对这些挑战，可信计算（Trusted Computing）技术应运而生。
可信计算是一种通过硬件和软件结合，确保计算机系统自身安全可信，从而保护存储在其中的信息不被非法访问和篡改的技术。
可信计算技术起源于上世纪末，随着计算机体系结构的演进和信息安全需求的提升，其研究和发展逐渐受到全球范围内的关注。
作为一种综合性的安全防护机制，可信计算旨在构建一个安全可信的计算环境，使得计算机系统在执行关键任务时能够抵御各种安全威胁。
近年来，可信计算技术取得了显著的进展。
一方面，可信计算平台（Trusted Platform Module，TPM）的广泛应用为计算机系统提供了硬件级别的安全支持另一方面，可信计算软件技术（如可信操作系统、可信数据库等）的不断发展，为上层应用提供了更加安全可靠的运行环境。
可信计算技术还涉及到了密码学、访问控制、身份认证等多个领域，形成了一套完整的安全防护体系。
尽管可信计算技术取得了显著的研究成果，但其在实际应用中仍面临着诸多挑战。
例如，如何确保TPM的安全性和可靠性、如何平衡系统性能与安全性之间的矛盾、如何适应不断变化的安全威胁等。
未来可信计算技术的研究和发展仍需要不断探索和创新，以满足日益增长的信息安全需求。
本文将对可信计算技术的研究与发展进行综述，分析当前的研究热点和难点问题，并展望未来的发展趋势。
通过对可信计算技术的深入了解和研究，有望为信息安全领域的发展提供新的思路和方向。
1. 可信计算的概念定义可信计算（Trusted Computing）是一种计算模式，旨在增强计算机系统的安全性、可靠性和完整性。
其核心思想是在硬件、软件和系统之间建立一个可信任的基础，以确保数据和代码在执行过程中的保密性、完整性和可用性。
云计算中的可信计算与安全验证技术研究
云计算中的可信计算与安全验证技术研究近年来，随着云计算的快速发展，越来越多的组织和个人将数据和应用迁移到了云平台上。
然而，云计算面临着数据安全和隐私保护的挑战，为了解决这些问题，可信计算与安全验证技术成为了研究的热点。
一、可信计算的概念与目标可信计算是一种保证计算过程安全和可信的技术，通常涉及到多方之间的互信和数据隐私的保护。
其目标是通过各种安全措施，保证云计算平台上进行的计算过程不受恶意攻击的影响，确保计算结果的正确性和可靠性。
二、可信计算的关键技术1. 可信计算基础设施（TCB）可信计算基础设施是保障计算过程安全可信的基础，主要包括可信计算平台、可信操作系统和可信计算机器。
这些设施通过硬件和软件技术的结合，确保云计算过程中的数据传输、存储和处理的安全性。
2. 安全验证与可信度度量在云计算环境中，对于云服务提供商和用户来说，如何验证云平台的安全性和可信度是非常重要的。
通过安全验证与可信度度量技术，可以对云平台的安全性进行评估和监控，同时提供给用户一个可信的选择。
3. 数据隐私与保护在云计算环境中，数据隐私泄露是一个普遍存在的问题。
为了保证用户数据的隐私安全，可采用数据加密、数据脱敏、权限控制等技术手段，对用户数据进行保护，防止不法分子进行数据窃取和篡改。
4. 安全信任计算与评估安全信任计算与评估是可信计算的关键技术之一。
通过建立安全评估体系和算法模型，对云计算平台的安全性和可信度进行量化和评估。
这样可以为云服务提供商和用户提供一个客观的安全标准和评估指标。
三、可信计算与安全验证技术在实际应用中的意义1. 提升云计算的可信度和安全性可信计算与安全验证技术的应用可以保护用户的隐私数据，在云计算环境中构建一个安全可信的数据处理和存储环境。
这对于企业和个人用户来说，可以更加放心地将数据和应用迁移到云平台上。
2. 促进云计算产业的发展高可信度的云计算平台可以提高用户对云服务的信任，促进云计算产业的发展。
可信计算技术原理与应用
可信计算技术原理与应用一、引言随着信息化进程的加速，计算机及网络技术的发展越来越重要。
在现代社会中，人们越来越多地依赖计算机和网络，包括金融、政府、军事、医疗等各个领域。
然而，随着互联网的普及和信息传输的广泛开放，网络安全问题也越来越受到关注。
可信计算技术，作为一种重要的安全技术，能够保护计算机和网络中的数据和信息不受未经授权的访问或篡改，保证计算机系统的可靠性和安全性。
本文将介绍可信计算技术的原理和应用，对可信计算技术的发展历程和重要概念进行解析，分析可信计算技术的核心原理和关键技术，并探讨可信计算技术在实际应用中的展望和挑战。
二、可信计算技术的发展历程可信计算技术的发展可以追溯到上世纪70年代。
当时，计算机系统的安全性逐渐受到重视，人们开始探索如何在计算机系统中确保数据和程序的安全性。
随着计算机网络的兴起，网络安全问题也逐渐显现出来，如何保证网络通信的可信性成为了当时亟需解决的问题。
在上世纪90年代，随着密码学技术的发展，安全领域的技术不断得到完善和提升。
越来越多的安全机制和协议被提出，如SSL、IPsec等，为网络安全提供了更为全面的保障。
同时，硬件安全技术也开始得到关注，通过硬件保护措施来提高计算机系统的安全性和可信度。
进入21世纪，随着云计算、大数据、物联网等新兴技术的兴起，计算机和网络的规模和复杂度也在不断增加，网络安全问题变得更加复杂和严峻。
可信计算技术作为一种新兴的安全技术，开始引起人们的关注和重视，被广泛应用于云计算、大数据、物联网等领域，为网络安全提供了新的保障和解决方案。
三、可信计算技术的基本概念1. 可信计算可信计算是指在计算机系统和网络中通过特定的技术手段，确保数据和信息在传输和处理过程中不受未经授权的访问或篡改，保证系统的可靠性和安全性。
可信计算技术通过建立信任链、提供安全验证、实现数据保护等手段，保护计算机系统和网络不受恶意攻击和未经授权的访问，确保系统的正常运行和数据的安全性。
可信计算技术标准
• 加载密封的数据块和授权信息，使用存储密钥 • 解密密封的数据块 • 核对PCR值是否和配置中的值相同 • 如果PCR值相匹配，则返回数据 • 否则返回失败
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可信计算平台架构
安全应用
计
算
平台完整性度量与报告
机
系
统
TCM服 务模块
运行时平台
(TSM)
防护
信
可信计 算密码
任 链
操作系统
支撑平 台
CRTM与主板 1-1连接
CRTM
Supporting H/W CPU
BIOS/EFI
Main Memory
可信性连接 关系需用户 物理现场明
确指示
由用户控制 Platform
Reset
硬盘
键盘/鼠标
Graphics / output
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以TCM为核心建立平台信任链
TCM
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由TCM构建身份标识表征平台身份
提供密码学机制，保护TCM的放置外部的数据信 息(Provides cryptographic mechanism to protect information held outside of the TCM)
RTM
可信度量根(Root of Trust for Measurement--RTM)
中国可信计算 缔造安全价值
可信计算技术、标准与应用
吴秋新 中国可信计算工作组
2010年9月17日
内容提纲
可信计算概念与技术原理 自主可信计算标准体系 可信计算产业与应用 自主可信计算产业未来发展
内容提纲
可信计算概念与技术原理 自主可信计算标准体系 可信计算产业与应用 自主可信计算产业未来发展
可信计算概念、标准与技术
服务器规范
• 是服务器的总体规范，内容包括：在server环境中用到的专用术语总结、server平台的TPM需求、针对server平 台的主规范分析、server环境下TBB的定义及需求、引导过程中PCR的使用
基础设施工作组 ：因特网及企业基础设施中符合TCG特定平台规范的可信平台的集成，在混合的环境下实现各种商业模式。 • 信任决策信息的规范化的表示与交换。 • 研究平台信任根、信任链、密钥生存期服务，表示它们与所有者策略之间的关系 • 建立一个体系结构框架、接口、元数据弥补基础设施之间的差距
TNC子工作组：基础设施工作组的一个子工作组 • 发布一个开放的体系结构（在网络连接时或之后实施策略，各种终端节点、网络技术、策略之间可以相互交互） • 发布一系列终端完整性标准。
安全审计
攻击行为 赖不掉
攻击者进不去 标识与鉴别
窃取保密信息 看不懂
数据加密
系统工作瘫不成
可用性 资源管理+安全管理
什么是可信
• 如果针对某个特定的目的，实体的行为与预期的行为相符，则称针对这个目的， 该实体是可信的。
对建立可信计算环境的需求
• 商业运行、社会基础设施运行、个人越来越依赖于IT计算环境。 • IT计算环境面临越来越多的安全威胁。 • 安全可信问题已经成为普适计算、云计算等新型计算模式真正实现的瓶颈。 • 现技术因成本、可管理性、向后兼容性、性能、可移植性等问题无法被广泛采纳。
三. TCG现有标准规范介绍
TCG的文档路线图
三. TCG现有标准规范介绍
现有规范介绍
可信计算基本原理
TCM体系结构
定义TCM(Trusted Platform Module)结构与功能
I/O
非易失性 的存储器 易失性 的存储器 平台配置 寄存器(PCR) RSA 引擎 执行引擎 程序代码(COS) 选用开关 SHA-1 RNG AIK
目标： 建立平台安全 信任根基
核心功能： 1) 度量平台完整 性，建立平台 免疫力； 2) 平台身份唯一 性标识； 3) 提供硬件级密 码学计算与密 钥保护。
information
Protected Capabilities
Shielded Locations
Root of Trust for Storage RTS
Provides cryptographic mechanism to protect information held outside of the TCM
信任传递
3 1
4
部件1 (C1)
6
…
5
TCM
2
信任的源头(Root of Trust） • 这是第 0 步 • It is trusted a priori
PCR 1 PCR 如何保存完整性的度量值 1. RTM 度量部件1
2. RTM 把度量值提供给PCR
可信赖性连 接关系需用 户物理现场 明确指示
Supporting H/W BIOS/EFI
由用户控制 Platform Reset
CPU
Main Memory
硬盘 键盘/鼠标
Graphics / output
基于TCM的可信网络接入(TNC)
平台完整性度 量信息收集器
IFv IF2 IF3
平台完整性度 量信息验证器
可信计算技术研究-.ppt
2）完整性存储 完整性存储包括了存储完整性测量值的日志和
在PCR中存储这些测量值的信息摘要。 3）完整性报告 完整性报告用于证实完整性存储的内容。
完整性测量、存储和报告的基本原理是：一个 平台可能会被允许进入任何状态，但是平台不 能对其是否进入或退出了这种状态进行隐瞒和 修改。一个独立的进程可以对完整性的状态进 行评估并据此作出正确的响应。
具有以下功能：
确保用户唯一身份、权限、工作空间的 完置、操作系统内核、服 务及应用程序的完整性
确保密钥操作和存储的安全
确保系统具有免疫能力，从根本上阻止 病毒和黑客等软件的攻击
可信计算平台特性：
定义了TPM
– TPM = Trusted Platform Module可信平台模块；
定义了访问者与TPM交互机制
– 通过协议和消息机制来使用TPM的功能；
限定了TPM与计算平台之间的关系
– 必须绑定在固定计算平台上，不能移走；
TPM应包含
– 密码算法引擎 – 受保护的存储区域
可信计算终端基于可信赖平台模块 （TPM）,以密码技术为支持、安全操作 系统为核心（如图所示）
安全应用组件
对应用数据和信息签名。 2）存储密钥(SK-Storage Key)：非对称密钥，用
于对数据或其他密钥进行加密。存储根密钥 (SRK-Storage Root Key)是存储密钥的一个特 例。 3）平台身份认证密钥(AIK-Attestation Identity Key)：专用于对TPM产生的数据（如TPM功 能、PCR寄存器的值等）进行签名的不可迁移 的密钥。
Credential)
二、TCG的动态
2000年12月美国卡内基梅隆大学与美国国家 宇航总署（NASA）的艾姆斯（Ames）研究 中心牵头，联合大公司成立TCPA。
可信计算
摘要：可信计算是信息安全领域的一个新分支。
本文论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，以可信计算模型、信任理论等为代表的可信理论基础。
一、引言信息技术的高速发展，带来了信息产业的空前繁荣；但危害信息安全的事件也不断发生，信息安全形势日益严峻。
目前信息安全问题的技术原因主要包括:■微机的安全结构过于简单。
最初，微机被认为是个人使用的计算机，许多安全措施不再需要，为了降低成本，许多有效的安全措施被去掉。
■信息技术的发展使计算机变成网络中的一部份，突破了计算机机房的地理隔离，信息的I/O遍及整个网络世界，网络协议缺少安全设计，存在安全缺陷。
网络协议的复杂性使得对其进行安全证明和验证十分困难。
■操作系统过于庞大，软件故障与安全缺陷不可避免。
硬件结构的安全和操作系统的安全是信息系统安全的基础，密码、网络安全等技术是关键技术。
只有从信息系统的硬件和软件的底层采取安全措施，从整体上采取措施，才能有效地确保信息系统的安全。
对于最常用的微机，只有从芯片、主板等硬件和BIOS、操作系统等底层软件综合采取措施，才能有效地提高其安全性。
正是基于这一思想催生了可信计算的迅速发展。
可信计算的基本思想是在计算机系统中首先建立一个信任根，再建立一条信任链，一级测量认证一级，一级信任一级，把信任关系扩大到整个计算机系统，从而确保计算机系统的可信。
在技术领域, 1983年美国国防部就制定了《可信计算机系统评价准则》。
1999年TCPA组织成立，2003年改组为可信计算组织TCG。
TCPA和TCG制定了关于可信计算平台、可信存储和可信网络连接等一系列技术规范。
目前已有200多个企业加入了TCG，可信计算机已进入实际应用。