可信计算平台关键技术分析
毕业论文·我国可信计算技术研究浅谈
学科分类号湖南人文科技学院专科学生毕业论文题目：我国可信计算技术研究浅谈姓名：曾雄学号：07303233院(系) ：计算机科学技术系专业班级：计算机应用2007级2班指导教师：刘永逸湖南人文科技学院教务处制湖南人文科技学院专科学生毕业论文（设计）评审表湖南人文科技学院专科学生毕业论文（设计）开题报告我国可信计算技术研究浅谈（湖南人文科技学院计算机科学技术系2007级计算机应用曾雄）摘要：可信计算技术是信息安全领域的一个新分支。
本文论述了我国可信计算技术与理论的最新研究进展。
通过分析我国可信计算技术的发展历史与研究现状，指出了目前我国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。
关键词：可信计算；可信计算技术；可信计算平台；可信计算平台模块TPM1 引言随着计算机技术和网络的迅猛发展，信息安全问题日趋复杂，系统安全问题层出不穷，信任危机制约着信息化的发展进程。
沈昌祥院士认为，首先，由老三样(防火墙、入侵监测和病毒防范)为主要构成的传统信息安全系统，是以防外为重点，而与目前信息安全主要威胁源自内部的实际状况不相符合[1]。
其次，从组成信息系统的服务器、网络、终端三个层面上来看，现有的保护手段是逐层递减的。
人们往往把过多的注意力放在对服务器和网络设备的保护上，而忽略了对终端的保护。
第三，恶意攻击手段变化多端，而老三样是采取封堵的办法，例如，在网络层(IP)设防，在外围对非法用户和越权访问进行封堵。
而封堵的办法是捕捉黑客攻击和病毒入侵的特征信息，其特征是已发生过的滞后信息，不能科学预测未来的攻击和入侵。
近年来，体现整体安全思想的可信计算技术正越来越受到人们的关注，成为信息安全新的热点研究方向。
可信计算技术综述论文
可信计算技术综述论文引言一、可信计算技术的概念与原理可信计算技术是一种通过硬件和软件的相互配合，保证计算过程和结果的可信性和完整性的方法。
其核心原理是通过建立可信的计算环境，包括认证、加密、防护和审计等措施，来保护用户的计算操作不受到未经授权的修改和篡改，同时防止恶意软件等外部攻击。
二、可信计算技术的关键技术1.可信平台模块（TPM）：TPM是可信计算的核心技术之一，它在计算设备中构建了一个安全的硬件模块，用于存储和管理认证和加密密钥，以及提供对计算环境的安全监控和控制。
2.安全启动技术：安全启动技术通过验证硬件和软件的完整性，确保计算设备在启动过程中没有被篡改，从而建立起一个可信的计算环境。
3.可信执行环境（TEE）：TEE是一种安全的执行环境，可以保护应用程序的执行过程和数据的安全。
TEE结合了硬件和软件的安全特性，使得应用程序可以在一个受保护的环境中运行，防止恶意软件和攻击者对程序进行修改和篡改。
4.数据保护技术：数据保护技术包括数据加密、数据隔离和数据完整性校验等方法，用于保护数据在存储和传输过程中的安全和完整性。
三、可信计算技术的应用领域1.云计算安全：可信计算技术在云计算领域得到广泛应用，用于保护云计算平台中用户的数据安全和隐私，以及防止云计算环境中的恶意攻击。
2.物联网安全：物联网中涉及大量的计算设备和传感器，可信计算技术可以确保这些设备和传感器的可靠性和安全性，防止被黑客攻击和篡改。
3.移动终端安全：可信计算技术可以保护移动设备的操作系统和应用程序不受恶意软件和攻击者的篡改和修改，以及保护用户的隐私和敏感数据。
四、可信计算技术的挑战与发展趋势1.安全漏洞与攻击技术的不断发展，使得可信计算技术面临着日益复杂和多样化的威胁。
2.可信计算技术的性能和成本问题仍然存在，需要更高效和低成本的解决方案。
3.随着物联网和边缘计算的兴起，可信计算技术需要适应这些新兴环境的需求和挑战。
4.可信计算技术与隐私保护的关系需要更好的平衡，以满足用户的个人隐私需求和数据安全需求。
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
《2024年可信计算的研究与发展》范文
《可信计算的研究与发展》篇一一、引言随着信息技术的迅猛发展，计算机与网络的广泛应用为人类生活带来了巨大的便利。
然而，这也为信息安全带来了严峻的挑战。
为了确保信息安全，可信计算的概念应运而生。
可信计算旨在通过提高计算系统的安全性、可靠性和稳定性，确保计算过程中的数据和信息不被非法获取、篡改或破坏。
本文将对可信计算的研究与发展进行探讨。
二、可信计算的基本概念可信计算是指在计算过程中，通过采用一系列技术手段和管理措施，保障计算系统在安全、可靠、稳定的状态下运行，同时防止未经授权的访问、攻击和篡改。
可信计算涉及到硬件、软件、网络等多个方面的技术，旨在从整体上提高信息系统的安全性。
三、可信计算的发展历程可信计算的发展历程可以追溯到计算机技术发展的初期。
随着计算机和网络的普及，信息安全问题日益凸显，人们对信息安全的需求不断增长。
从最初的密码学、防火墙等安全技术，到现在的可信计算、云计算等先进技术，人们对信息安全的理解和防范手段不断提高。
可信计算作为新一代信息技术安全的重要组成部分，已经在信息安全领域取得了重要地位。
四、可信计算的关键技术1. 密码学：密码学是可信计算的重要技术之一，通过对数据进行加密、解密等操作，保护数据的安全性和机密性。
2. 信任机制：信任机制是构建可信计算平台的核心。
通过建立可靠的信任关系，实现信息共享和访问控制。
3. 安全芯片：安全芯片是一种用于保护系统硬件安全的芯片，具有安全存储、安全启动等功能。
4. 安全操作系统：安全操作系统是保证系统软件安全的关键，能够抵御病毒、木马等恶意软件的攻击。
五、可信计算的应用领域1. 网络安全：在网络安全领域，可信计算技术可以用于保护网络系统的安全性和稳定性，防止网络攻击和病毒传播。
2. 云计算：在云计算领域，可信计算技术可以用于保障云服务的安全性和可靠性，保护用户数据的安全和隐私。
3. 物联网：在物联网领域，可信计算技术可以用于保护设备之间的通信安全和数据安全。
可信计算
一些业内人士关注的则是，可信计算可能（或者本身就是要）起 到限制自由软件市场、私有软件开发甚至整个IT市场竞争的作 用。有人因此给它起了一个恶名：TC —“背叛计算”。
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可信计算
可信计算平台（）
可信计算平台TCP是一个可被本地使用者和远程实体信任的平台， 其行为总是以期望的方式和意图发生，并且是可控的。它将
BIOS引导模块作为完整性测量的信任根，TPM作为完整性报告
的信任根，通过对BIOS、操作系统进行完整性测量来保证计算 环境的可信性。
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可信计算
可信性认证
TCP之间的可信性认证则是确认对方有一个合法TPM，确认对方 运行着安全的操作系统和软件。
由于每个TPM都有一对能唯一标识自己的RSA签注（背书）密钥 EK，很容易造成平台用户的行为被跟踪，导致隐私泄露，因而 对于可信计算技术而言，如何在实现TCP之间相互认证的同时， 提供相应的隐私保护机制，使得TPM能向验证者证明自己是一 个合法TPM，但又不让验证者知道自己具体是哪一个TPM，是其 能被用户广泛接受和使用的关键。目前，TCG已发布了TPM v1.1的Privacy CA和TPM v1.2的直接匿名证言（ Direct Anonymous Attestation，DAA）两种匿名认证方案。
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可信计算
TCP之间的可信性认证——Privacy CA方案
TPM为每次认证产生一对不同的RSA身份认证密钥AIKi，然后把自
己的EK公钥和AIKi公钥发送给被称为Privacy CA的可信第三方，
向Privacy CA申请关于此AIKi的证书；Privacy CA检查EK公钥 的合法性，并把用申请者EK公钥加密的证书传回申请者。由于 TPM的合法性由Privacy CA负责验证和证明，且每次认证时TPM 出示的AIKi公钥各不相同， 因而TPM能够向认证者证明自己是 一个合法TPM，但又没有让认证者知道自己具体是哪一个TPM， 从而在实现身份认证的同时也保持了匿名性。 。
可信计算概论
可信计算概论⼀、概念可信计算的基本思想：在计算机系统中，建⽴⼀个信任根，从信任根开始，到硬件平台、操作系统、应⽤，⼀级度量⼀级，⼀级信任⼀级，把这种信任扩展到整个计算机系统，并采取防护措施，确保计算资源的数据完整性和⾏为的预期性，从⽽提⾼计算机系统的可信性。
通俗的解释：可信≈可靠 + 安全现阶段的可信计算应具有确保资源的数据完整性、数据安全存储和平台远程证明等功能。
⼆、关键技术信任根：信任根是可信计算机的可信起基点，也是实施安全控制的点。
在功能上有三个信任根组成。
1、可信度量根（root of trust for measurement, RTM）。
RTM是可信平台进⾏可信度量的基点，在TCG的可信平台中，是平台启动时⾸先执⾏的⼀段软件，⽤以对计算机可信度量。
⼜被称为可信度量根核（crtm）。
具体到可信计算PC中，是BIOS中最开始的代码。
2、可信存储根（root of trust for storage，RTS）。
RTS是对可信度量值进⾏安全存储的基点。
由TPM芯⽚中⼀组被称为平台配置寄存器（paltform configuration register， RCP）和存储根密钥（storage root key，SRK）组成。
3、可信报告根（RTR，report）。
由pcr和背书秘钥（endorsement key）的派⽣密钥AIK（attestaion identity key）组成。
可信计算平台由TPM芯⽚机器密钥和相应软件作为期信任根。
度量存储报告机制：基于信任根，对计算机平台的可信性进⾏度量，并对度量的可信值进存储，当客体访问时提供报告。
是计算机平台确保⾃⾝可信，并向外提供可信服务的⼀项重要机制。
1、度量⽬前尚未有点单⽅法对计算平台的可信性进⾏度量，因此TCG的可信性度量是度量系统重要资源数据完整性的⽅法。
对与系统重要资源数据，实现计算散列值并安全存储；在可信度量时，重新计算重要资源数据的散列值，并欲实现存储的散列值⽐较。
信息安全学第8章 可信计算平台[精]
![信息安全学第8章 可信计算平台[精]](https://img.taocdn.com/s3/m/3adc46eb50e2524de5187ef6.png)
3. 安全管理
示范者：Intel主动管理技术。 Intel主动管理技术（AMT）技术是 为远程计算机管理而设计的，这项技术 对于安全管理来说具有非常独特的意义 和重要的作用，而且AMT的运作方式与 TPM规范所提到的方式非常吻合。
在支持AMT的计算机系统当中, 即使在软件系统崩溃、BIOS损坏 甚至是没有开机的状态下管理员 仍然能在远程对计算机完成很多 操作。
2. 网络保护
示范者：3Com嵌入式防火墙。 3Com公司提供集成了嵌入式防火 墙（EFW）的网卡产品，用以向安装了 该产品的计算机提供可定制的防火墙保 护，另外还提供硬件VPN功能。
由于支持基于TPM规范的认证， 所以用户能够利用这类网卡执行 更好的计算机管理，使得只有合 法的网卡才能用于访问企业网络。
这一特性能防止攻击者在远程计算 机上控制合法用户的计算机执行恶意 程序。
8.1.4 可信计算应用
可信计算的实际应用，主要是针 对安全要求较高的场合，可信计算平 台能够为用户提供更加有效的安全防 护。 下面以PC平台为主线了解目前主 要的可信计算应用。
1. 操作系统安全
示范者：微软Windows。 微软在Windows操作系统当中应用 较多的一项技术是微软加密文件系统 （EFS），这是微软向操作系统中集成可 信计算技术的最早尝试之一，Windows 2000及之后出现的Windows XP等系统 都支持该特性。
所以，最低层的故障，引起数据输 出的差错，导致系统最后的失效。
1. 按失效的范围划分
●内容失效 当系统服务所传递的内容与系统规
定所要求实现的内容不同时 ●定时失效
主体的可信性可以定义为其行为的预 期性，软件的行为可信性可以划分级别， 可以传递，而且在传递过程中会有损失。
可信计算平台的设计与开发
可信计算平台的设计与开发随着信息技术的快速发展，人们对数据安全和可信性的要求也越来越高。
在这个数字化时代，大量的敏感信息被存储和传输，例如个人隐私、商业机密等。
因此，构建一个可信计算平台是至关重要的。
本文将重点介绍可信计算平台的设计和开发，并探讨其中的关键要素。
一、可信计算平台的概念和重要性可信计算平台是指在硬件和软件层面上提供安全可信的计算环境。
其目标是保护用户数据和计算过程的机密性、完整性和可用性。
可信计算平台的重要性体现在以下几个方面：1. 数据安全保障：可信计算平台可以确保用户的敏感数据不被非法获取和篡改，保障数据隐私和商业机密。
2. 抗攻击能力：可信计算平台的设计能够有效抵御各类攻击，如恶意软件、黑客入侵等，确保计算过程的安全可靠性。
3. 可靠性保证：可信计算平台通过采用硬件和软件的多层次安全机制，提供了更高的可靠性和容错能力。
二、可信计算平台的设计原则在设计可信计算平台时，应考虑以下原则：1. 安全性：确保数据和计算过程的安全，包括数据保密性、完整性和不可抵赖性等。
2. 可靠性：确保计算结果的准确性和可靠性，最大程度地降低硬件和软件故障的可能性。
3. 开放性：提供开放的接口和标准，便于可信计算平台与其他系统的集成和互操作。
4. 可扩展性：支持平台的可扩展性，可以根据需要进行硬件和软件的升级，适应不同规模和应用场景的需求。
三、可信计算平台的关键技术要素1. 安全硬件：可信计算平台的基础是安全硬件，如可信计算模块（TPM）、安全芯片等。
这些硬件提供了密钥管理、身份认证、安全存储等功能，保证了平台的安全性和可信性。
2. 安全协议：可信计算平台需要采用安全协议来确保数据的安全传输和通信。
例如，TLS/SSL协议用于加密网络通信，保护数据在网络传输过程中的安全性。
3. 虚拟化技术：可信计算平台通常使用虚拟化技术，将物理资源（如处理器、内存、存储）抽象成虚拟资源，为不同的用户提供独立的计算环境和资源隔离。
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可信计算平台关键技术分析
摘要：可信计算技术作为提高计算机安全防护能力的技术，是当今信息领域的一个技术热点。
本文对可信计算平台的关键技术进行了分析，阐述了其基本原理，并给出了基于可信计算平台技术的应用。
关键词：可信计算可信计算平台 tpm tss 信任链
一、引言
随着计算机与通信技术的不断发展，人们对信息资源的依赖性逐渐增强。
随之而来的是信息的安全问题。
由于信息系统本身存在着不可估量的脆弱性——系统硬件、软件或者安全策略上的错误而引起的缺陷或安全隐患惯犯存在。
这些脆弱性一旦被恶意利用，将会对组织的信息安全产生严重的威胁。
为解决信息系统当前普遍面临的安全威胁和不可信危机，可信计算得到了广泛的发展。
可信计算平台基于“从底层提高计算机的安全防护能力”的思想，是一种针对保护计算机终端的技术。
它对终端平台进行加固与改造，把不安全因素从终端源头进行控制，最终目的是把终端建成可信赖的、安全可靠的计算平台。
为实现这一目的，需要一系列的关键技术。
二、可信计算平台基本概念
（一）定义
可信计算组织tcg这样定义可信：如果它的行为总是以预期的方式，朝着预期的目标，则一个实体是可信的。
由此，可信计算平台
是能够提供可信计算服务的计算机软硬件实体，它能够提供系统的可靠性、可用性、信息和行为的安全性。
（二）构成
可信计算平台由tpm、pc 客户端平台、tss 规范组成。
三、可信计算平台主要技术分析：
可信计算技术的核心是基于tpm的安全芯片，由tss配合tpm 对可信计算平台提供支持，在它们共同作用下，可信计算平台提供基于硬件保护的安全存储和各种密码运算等功能。
其主要技术有可信平台模块tpm的构成、支撑软件tss的结构、信任链以及密码技术。
（一）可信平台模块tpm
tpm是可信计算技术的核心，是一个含有密码运算器和存储部器的小型片上系统。
tpm提高了可信计算平台的可信任程度。
它通过lpc总线与pc芯片集结合在一起，通过提供密钥管理和配置管理等特性，与配套的应用软件一起，主要用于完成计算平台的可靠性认证、用户身份认证和数字签名等功能。
由cpu、存储器、i/o、密码运算处理器、随机数产生器和嵌入式操作系统等部件组成，其硬件结构如图所示：
（二）支撑软件tss的结构
tss（tcg software stack）是在tpm 平台上的支撑软件。
tss 的作用主要是为其他软件提供方便和统一使用tpm的接口。
tss 是一种分层的软件架构，自下而上可分为内核层、系统服
务层和用户程序层。
内核层的核心软件是可信设备驱动tdd模块，它是直接驱动tpm的软件模块，由开发者和操作系统所确定。
系统服务层的核心软件是可信设备驱动库函数tddl和可信计算服务tcs 模块。
其中tddl提供用户模式下的接口，tcs对平台上的所有应用提供一组通用的服务。
用户程序层的核心软件是可信服务提供模块tsp。
tsp是提供给应用的最高层的api函数，使应用程序可以运行tpm 提供的可信计算功能。
其工作流程如图所示：
（三）信任链
可信计算平台的可信性建立在以tpm 为信任根和从信任根开始的信任链之上。
从信任根开始到硬件平台、到操作系统、再到应用，一级认证一级，一级信任一级，从而把这种信任扩展到整个计算机系统，从而确保了整个系统的可信性。
（四）密码技术
密码技术是可信计算的一项关键技术。
在tpm中与密码相关的部件就有密码协处理器、密钥产生、hmac引擎、sha-1引擎及随机数产生，其本身就是一个具有密码运算功能的安全微控制器。
tcg强调公钥密码和公钥证书。
四、可信计算平台应用
可信计算平台的一个重要应用是安全启动。
它的核心是保护系统的启动过程，即任何可执行代码和配置数据在执行前必须进行完整性度量。
“安全启动”技术是从系统加电的时刻起，依次对bios、系统
i/o、rom、硬件、系统内核进行完整性度量，确保系统正常状态启动，并且能对芯片内部存储的密钥、数据以及数字证书提供保护，从而有效阻止病毒、木马、非法程序对系统的攻击和破坏，保证系统免受攻击，可靠、稳定运行。
五、结语
可信计算平台技术是构建计算机安全的一项新技术，在保护电子商务、电子交易、预防病毒、蠕虫和其它恶意攻击、数字版权保护等应用中具有重要的价值。
本文对可信计算平台的各项主要技术做出了分析，提出了应用价值，为今后进一步的研究提供了理论依据。
参考文献：
[1]trusted computing group.tcg specification architecture overview [eb/ol]，2005.
[2]trusted computing group. open standards for integrity based network access control［db/ol]，2005 [3] 林闯，彭雪海. 可信网络研究[j]. 计算机学报，2005。