可信计算领域中可信证明的研究与进展

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可信计算技术

应用领域：信息加密保护应用领域：操作系统安全应用领域：网络保护应用领域：安全管理
服务计算技术与系统教育部重点实验室集群与网格计算湖北省重点实验室
应用领域：信息加密保护
IBM嵌入式安全子系统内嵌在计算机中的安全芯片
不获得安全子系统口令的情况下是无法获取系统中任何信息的应用于登录密码、加密密钥和数字证书的保护对文件系统（利用IBM的文件和文件夹加密功能）和网络传输进行加密安全芯片内部的信息存储和传送也经过了高强度的加密，采用了特殊的芯片封装方法，使得安全芯片的破解极其困难
服务计算技术与系统教育部重点实验室集群与网格计算湖北省重点实验室
可信计算定义
可信计算组织TCG
如果一个实体的行为是以预期的方式，符合预期的目标，则该实体是可信的
ISO/IEC 15408标准
参与计算的组件、操作或过程在任意的条件下是可预测的，并能够抵御病毒和物理干扰
沈昌祥院士可信定义
服务计算技术与系统教育部重点实验室集群与网格计算湖北省重点实验室
应用领域：操作系统安全
微软加密文件系统（EFS）
Windows 2000及之后出现的Windows XP等系统都支持该特性
微软操作系统Vista支持基于硬件的安全启动
硬件设备将对每个Windows系统开机时需要用到的文件进行标记一旦在开机的过程中检验出标记状态的不吻合将很可能意味着系统受到了非授权的篡改或破坏
一流的人才做标准二流的人才做设计三流的人才做产品
中国标准化组织
标准和专利的区别？
电信标准
服务计算技术与系统教育部重点实验室
集群与网格计算湖北省重点实验室
可信计算规范

可信计算环境构建机制研究进展

２０１３，４９（１３）：５９－６４．
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｒｕｓｔｅｄｃｏｍｐｕｔｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｐｒｏｖｉｄｅｓａｎｅｗａｒｅｎａｔｏａｄｄｒｅｓｓｔｈｅｃｈａｌｌｅｎｇｅｓｉｎｃｏｍｐｕｔｅｒｓｅｃｕｒｉｔｙｂｙｃｏｍｂｉｎｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅａｎｄｈａｒｄｗａｒｅｔｏｍｅｅｔｔｈｅｄｅｉｆｎｉｔｉｏｎｏｆｔｒｕｓｔｅｄｃｏｍｐｕｔｉｎｇ．Ｔｈｅａｕｔｈｅｎｔｉｃｉｔｙ，ｃｏｎｉｆｄｅｎｔｉａｌｉｔｙ，ｃｏｎｔｒｏｌｌａｂｉｌｉｔｙａｎｄｏｔｈｅｒｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｔｈａｔｉｔｐｒｏｖｉｄｅｓｃａｎｍａｋｅｕｐｔｈｅｄｅｉｃｆｉｅｎｃｉｅｓｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｓｅｃｕｒｉｔｙｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｓｃｒｉｂｅｓｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｂａｓｉｓ
ｏｆｔｒｕｓｔｅｄｃｏｍｐｕｔｉｎｇ，ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｒｅｃｅｎｔｔｒｕｓｔｅｄｃｏｍｐｕｔｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｗｈｉｃｈｉｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＤＲＴＭ（ＤｙｎａｍｉｃＲｏｏｔｏｆ

可信计算发展综述

Ｓｕｒｖｅｙｏｎｄｅｐｅｎｄａｂｌｅｃｏｍｐｕｔｉｎｇ
ＸＩＯＮＧＧｕａｎｇ．ｚｅ，ＣＨＡＮＧＺｈｅｎｇ－ｗｅｉ。ＳＡＮＧＮａｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ，ＣｈｅｎｇｄｕＳｉｅｈｕａｎ６１００５４，Ｃｈｉｎａ）
摘要：可信计算是当前计算机科学的一个研究热点，对可信计算的发展进行了综述。阐述了可信性的起源与内涵，总结了可信计算领域的国内外研究进展。针对安全关键系统，着重介绍了各种高可信保障技术。最后，探讨了可信计算的发展趋势。
关键词：可信性；可信计算；安全关键系统；多级高可信保障中图分类号：ＴＰ３０９文献标志码：Ａ
第２９卷第４期２００９年４月
计算机应用
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
Ｖ０１．２９Ｎｏ．４Ａｐｒ．２００９
文章编号：１００１—９０８１（２００９）０４—０９１５—０５
可信计算发展综述
熊光泽，常政威，桑楠
（电子科技大学计算机科学与工程学院，成都６１００５４）（ｇｚｘｉｏｎｇ＠ｕｅｓｔｃ．ｅｄｕ．ｅｎ）
遛错图２缺陷、错误及失效之间的关系
１．２．３可信性保障技术高可信保障技术可分为避错、容错、排错和预错四种。１）避错。其目的是尽量避免将缺陷引入系统，主要应用
于系统的设计和维护阶段。在系统的设计阶段，从需求分析、系统定义、系统设计到代码编制，每个步骤都必须最大限度地保证其合理性和正确性，以避免缺陷的引入。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｕｒｖｅｙｅｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｄｅｐｅｎｄａｂｌｅｃｏｍｐｕｔｉｎｇ．Ｔｈｅｂａｓｉｃｃｏｎｃｅｐｔｓｏｆｄｅｐｅｎｄａｂｉｌｉｔｙｗｅｒｅｅｘｐｌａｉｎｅｄ，ａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋｓｏｆｄｅｐｅｎｄａｂｌｅｃｏｍｐｕｔｉｎｇｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｈｉｇｈｄｅｐｅｎｄａｂｉｌｉｔｙｓａｆｅｇｕａｒｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒｓａｆｅｔｙ·ｃｒｉｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｓｗｅｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｓｏｍｅｆｕｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓｏｆｄｅｐｅｎｄａｂｌｅｃｏｍｐｕｔｉｎｇｗｅｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．

TSS_可信计算远程证明与应用_[共3页]

第2章可信计算22• I/O部件：连接外界与TPM，管理通信总线，不同的部件通过它进行消息的转发。

• 密钥协处理器：能执行RSA运算的可执行引擎，对密钥和数字签名进行管理。

• 非易失性存储器：存放TPM自身的身份信息（如EK）和状态等信息。

• 执行引擎：执行从I/O端口收到的外部程序代码、完成TPM命令。

执行过程中，保证这个操作是受到保护的、不受外界干扰的。

• HMAC引擎：对收到的数据进行Hash值验证，保证数据的正确性，确保数据在传输过程中没有被篡改。

• 选项控制器：控制TPM功能的开启或关闭、激活或不激活，为保证安全，一般情况下不允许远程控制。

• 密钥生成器：负责生成对称密钥对和RSA密钥对，理论上可以生成无限多个。

• 易失性存储器：芯片运行时临时数据的存储单元。

• 电源检测：负责管理TPM的电源状态，其与可信计算平台电源（即宿主）是相互关联的，保证TPM能检测到电源任何状态的变化。

• 平台配置寄存器（PCR）：是TPM的存储区域，当主机第一次开机时，PCR全部为零，通过“扩充（Extend）”操作，用运算结果代替PCR的当前值。

• SHA-1算法引擎：负责对收到的数据进行Hash值验证，其Hash接口对外是公开的。

这些部件作为嵌入式的芯片高度集成，构成一个统一的安全执行环境，功能强大。

主板与TPM的绑定分为逻辑绑定和物理绑定。

前者依靠签名密钥和密码技术，通过密码策略同平台绑定在一起。

后者依靠硬件技术，直接将TPM焊接到主板上。

2.3.2 TSS在可信计算的体系结构中，TCG软件域（TCG Software Stack，TSS）位于上层应用程序和底层硬件之间。

无论什么样的操作系统和系统平台，都不会影响平台与TSS模块的接口关系。

TSS独立于平台，其设计的目标为：比特流建立命令流的过程必须被隐藏，能提供一种对TPM的同步接入访问方式；为上层应用调用TPM函数功能提供一个实体点；。

可信计算综述

2、高性能可信计算芯片是提升竞争能力旳关键
可信计算关键是TPM芯片，TPM旳性能决定了可信平台旳性能。不但要设计特殊旳CPU和安全保护电路，而且还要内嵌高性能旳加密算法、数字署名，散列函数、随机发生器等，是体现国家主权与控制旳聚焦点，是竞争能力旳源动力。
3、可信计算理论和体系构造是连续发展旳源泉。
TCG软件栈规范系列：
– 主要要求了可信计算平台从固件到应用程序旳完整旳软件栈.
TCG 规范族
TCG主规范：TCG main Spec v1.1
– 可信计算平台旳普适性规范，支持多平台： PC / PDA
TCG PC规范：TCG PC Spec v1.1
– 可信计算平台旳 PC规范
TPM Main Spec v1.2系列
三、TCG旳动态
2023年12月美国卡内基梅隆大学与美国国家宇航总署（NASA）旳艾姆斯（Ames）研究中心牵头，联合大企业成立TCPA。
2023年3月改组为TCG(Trusted Computing Group)
2023年10月公布了TPM主规范（v1.2）
应用程序
顾客进程模式
应用集成旳企事业单位纷纷提出可信应用框架，如天融信企业旳可信网络框架、卫士通企业旳终端可信控制系统、鼎普企业旳可信存储系统等。
2023年1月全国信息安全原则化技术委员会在北京成立了WG1 TC260可信计算工作小组。WG3也开展了可信计算密码原则旳研究工作。
国家“十一·五”规划和“８６３计划” 中，将把“可信安全计算平台研究”列入要点支持方向，并有较大规模旳投入与扶植。
其本身旳硬件特征就确保比存储在其他设备上要安全得多，同步TPM又具有证明旳能力，经过对存储旳密封数据旳检验和鉴别，愈加好地保护数据旳完整性和秘密性；输入输出旳保护：芯片组和外部接口经过安全设计，能够建立基于硬件保护旳可信通道。

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。

基于可信计算的普适计算安全认证问题研究

普适计算网络的认证机制
普适计算网络中的认证实质也就是应用程序向认证的另一
引入安全芯片ＴＭ，通过软硬件相结合的办法来保护计算机终方证明自己是安全的。文中选取自组网络作为普适计算网络的Ｐ端安全。它的安全启动过程如图１所示：可信计算的计算机把个应用模型，并在此基础上讨论三种安全认证机制，并比较ＴＭ芯片作为一个完全可信任的信任源，随着启动顺序依次验分析它们的应用可行性。Ｐ证ＢｏＳｌ、操作系统加载模块、操作系统、以及应用程序，确保在自组网络模型下，每个节点的地位是平等的，任意一个系统启动进入一个安全操作系统。如果中间任一环节没有通过节点都有可能是恶意的攻击者，也都有可能是潜在的受害者。
的安全认证机制的研究集中在认证协议、认证的数字签名及图
像签名技术上，而对执行认证的实体一操作系统的安全比较忽略。针对这个缺陷，本文提出利用可信计算来保护普适计算安全的思想。首先对普适计算环境中的三种安全认证机制进行比较，然后将不同方法进行取长补短，提出了一种新的基于可验证，则无法进入可信计算平台。可信计算提供的安全功能有：信计算模型。终端设备认证、数据完整性校验、用户身份认证、用户权限合

云计算下的可信计算技术研究

云计算下的可信计算技术研究云计算是一种新兴的计算方式，它将计算、存储和网络等资源汇集在一起，并通过网络进行高效的资源调度和管理，从而为用户提供了一种便捷、高效、可靠的计算模式。

随着云计算的不断发展，越来越多的应用被迁移到了云平台上，但同时也带来了一些安全问题。

为了保障云计算中的数据安全，可信计算技术开始成为了云计算的关键技术之一。

可信计算是一种保证计算机系统的安全和可靠性的技术。

可信计算技术在云计算环境下的应用，主要包括可信计算平台和可信云服务两个方面。

可信计算平台主要是保护客户端机器、操作系统和应用程序的安全，防止客户端受到恶意软件等攻击，从而保障云计算系统的整体安全和可信度。

可信云服务主要是针对云计算中的数据隐私和业务流程安全等问题进行保护。

其核心技术主要包括加密技术、访问控制技术和可信域技术等。

加密技术是可信计算技术中的重要应用之一，它可以通过对数据进行加密和解密，确保数据在云计算中的传输和存储的安全。

对于数据的加密，主要包括对数据本身和访问密码的加密，而对于数据的解密，则采用密钥的方式进行授权。

基于访问控制技术的可信计算，则主要是对用户进行身份认证和访问权限控制。

用户在访问云服务的时候，可以通过缺省的安全机制进行身份认证，从而实现对用户的身份验证，同时也可以根据用户的权限，对其进行访问控制。

在可信域技术方面，主要是通过域之间的安全隔离，保证云计算中的数据安全。

可信域技术包括云计算安全域和云计算隔离域两种形式。

前者主要是在云计算中对有特殊需求的用户构建的特定域，而后者是在共享资源的情况下保证云计算系统中数据的隔离，防止云计算中的数据出现漏洞。

对于可信计算在云计算中的应用，需要在系统设计和管理方面进行合理规划和运用。

首先，在系统设计方面，需要保证云计算系统本身的安全性和可信度，采用加密技术、访问控制技术和可信域技术等进行安全保障，从而保证用户的数据和业务流程的安全。

其次，在系统管理方面，需要建立完善有效的监管机制，对云计算系统进行研究和管理，及时发现和解决可能存在的安全风险，从而保证云计算系统的整体安全性。

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ｒｇｔｒＰＲ中完整性度量值的机制。在ＴＧ规范所描述的ｅｉｅ，Ｃ）ｓＣ
０引言
可信计算是当前信息安全领域的研究热点，明问题是可证信计算最为重要的问题之一。因为可信基于证明，只有证明才
能在不可信的环境中建立信任关系… 。国内外可信计算技术
施光源，张建标，
（京工业大学ａ计算机学院；ｂ北京市可信计算重点实验室，京１０２）北．．北０１４
摘
要：可信证明技术是可信计算中非常重要的特性，利用可信证明技术能够验证计算环境是否具备可信性，
从而能够为在网络环境中建立信任关系提供依据。针对可信证明研究现状进行深入探讨，明确给出发展趋势；
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｔｕｔｏｔｉｅｓａｔｓａｉｎｔｃｎｌｇｓｅｙｉｏｔｎｅｔｒｓｏｕｔｄｃｍｐｔｇ，ｅｕｅｏｔｓａｉｎｔｃｎｌｒｓｗｒｎｓｔｔｔｈｏｏｙｉｖｒｍｐｒａｔａｕｅｆｒｓｏｕｉｔｓｆｔｔｔｅｈｏ — ｈｅｏｅｆｔｅｎｈａｅｏｏｏｖｒｙｔｅｃｅｉｉｔｆｈｖｉｂｌｙｏｅｉｂｅｃｍｐｔｒｅｖｒｎｎ，ｕｓｂｅｔｕｌｓｉｈｅｗｒｎｉｙｇｔｅｉｒｄｂｌｙｏｅａａｌｉｔｆｌｌｏｕｅｎｉｍｅｔｔｓｉｉｌｂｉｔｔｎｔｅｎｔｏｋｅｖ — ｆｈｉｔａｉｒａｏｈｔａｏｄｒｕ
第２卷第１期８２
２１０１年１月２
计算机应用研究
ＡｐｌａｉｎＲｅｅｒｈｏｏｕｅｓｐｉｔｏｓａｃｆＣｍｐｔｒｃ
Ｖ０．８Ｎｏ１１２．２
Ｄｅ．２１ｃ０１
可信计算领域中可信证明的研究与进展
对现有证明方法所存在的问题分析研究，总结出明方法存在着证据获取不及时、证缺乏对于证明对象的隐私保
护以及证明方法自身安全性等问题；出可信证明的形式化描述，给并且从证明对象、明时机等多个角度对证明证方法进行分析，最后给出了解决可信证明所存在问题的建议。上述工作对于可信证明的研究以及方法设计都提

证明过程中，ＰＴＭ使用保存在其中的ＲＡ签名算法中的私钥Ｓ
签名ＰＲ值，且将度量报告一起发送给质询方。质询方使Ｃ并
ｔｔｎｆｅａｅｔｉｂｅｔｓｅｓｔｓｔｎｓｓｍｏｎｓｃｒｙａｄｏｅｓｅ．ｈｓａｅｎｌｅｅｐｏｌｅｉｒｈｔｓｔｎｏｊｃａｌａｔｔｉｔｗｅｕｉｎｔｒｓｕｓＴｉｐｐｒａｓｄｔｒｅｉｃｏｏｔｔａｏｗｌａｅａｏｙｅｔｈｉａｙｈｂｍｎ
ｒｎｍｅｔｔｒｖｄｈｅｂａｉｅａｉｎｓｏｎｏｐｏｉｅｔｓｓｒｌｔｏ．Ｈｏｖｒ，ｈｅｅｉｔｎｔｅｔｔｎｓｃｎ’ ｅｈｖｄｎｃｉｌａｄｌｃｆｐｉａｙｐｒ — ｗｅｅｔｘｓｉｇａｔｓａｉａｔｇｔｔｅｅｉｅｅｔｍｅｙ，ｎａｋｏｒｖｃｏｏ
（．ｏｌｅｆＣｍｕｅ＆Ｓｉｃ，ｂＢｉｎｅａｏｔｒｒｔｏｐｔｇ，ｅｎｎｖｒｔｏｅｈｏｇ，ｅｉ０１４ｈｎ）０Ｃｌｇｏｐｔｅｏｒｃｎｅ．ｅｉＫｙＬｂｒｏｙｏｕｅＣｍｕｉＢｌｇＵｉｓｙｆＴｃｎｌｙＢｉｎ１０２，ＣｉａｅｊｇａｆＴｓｄｎｉｔｅｉｏｊｇ
供了有益的参考。
关键词：可信计算；可信证明；威胁
中图分类号：Ｔ３９Ｐ０文献标志码：Ａ文章编号：１０ — ６５２１）２４１ —６０１３９（０１１ — ４４０
ｄｉ１．９９ｊｉｎ１０ —６５２１．２０４ｏ：０３６／．ｓ．０１３９．０１１．０ｓ
Ｒｅｅｒｈａｄｄｖｌｐｎｆｓａｃｎｅｅｏｍｅｔｏ
ｔｕｔｒｈｎｓｔｓａｉｎｉｒｓｅｏｕｉｇｒｓｗｏｔｉｅｓａｔｔｔｎｔｔｄｃｍｐｔｅｏｕｎ
ＳａｇｙａＨＩＧｕｎ－ｕｎ一．ＺＨＡＮＧＪａ —ｉｏ，ｉｎｂａ
ｄｅｌｎｒｖｄｄａｕｅｕｅｅｅｃｒｔｅｄｓｇｎｔｄｅｆｔｓｔｎｅｐｙａｄｐｏｉｅｓｆｌｒｆｒｎｅｆｈｅｉｎａｄｓｕｉｓｏｔｔｉ．ｏａｅａｏＫｅｒｓｒｓｅｏｕｉｇｔｓｒｈｎｓｔｓａｉｎ；ｔｒａｙｗｏｄ：ｔｕｔｄｃｍｐｔ；ｒｔｔｉｅｓａｔｔｔｎｕｗｏｅｏｈｅｔ