检索结果-内蒙古大学图书馆

软件学报 2023年第6期34卷 2959-2978页

作者：黄浩翔张建标袁艺林王晓北京工业大学信息学部北京100124 可信计算北京市重点实验室北京100124 天津财经大学理工学院天津300222

云计算作为一种新型高价值计算系统,目前被广泛应用于各行业领域;等保2.0中也提出了对其应用主动免疫可信计算技术进行动态可信验证的要求.云计算模式下,虚拟机作为用户使用云服务的直接载体,其可信启动是虚拟机运行环境可信的基础.但... 详细信息

云计算作为一种新型高价值计算系统,目前被广泛应用于各行业领域;等保2.0中也提出了对其应用主动免疫可信计算技术进行动态可信验证的要求.云计算模式下,虚拟机作为用户使用云服务的直接载体,其可信启动是虚拟机运行环境可信的基础.但由于虚拟机以进程的形式运行在物理节点上,其启动过程呈现出高动态性,且多虚拟机域间存在非预期干扰等特点;而现有的虚拟机可信启动方案存在虚拟机启动过程的动态防护性不足、缺乏多虚拟域间非预期干扰性排除等问题.针对上述问题,提出一种基于无干扰理论的虚拟机可信启动研究方案.首先,基于无干扰理论,提出了虚拟机进程的运行时可信定理;进一步地,给出了虚拟机可信启动的定义并证明了虚拟机可信启动判定定理.其次,依据虚拟机可信启动判定定理,基于系统调用设计监测控制逻辑,对虚拟机启动过程进行主动动态度量与主动控制.实验结果表明所提方案能够有效排除复杂云环境下多虚拟机间非预期干扰,保证虚拟机启动过程的动态可信性,且性能开销较小.

关键词：无干扰理论虚拟机进程可信启动动态可信主动度量主动控制

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协作型虚拟化系统的可信启动技术研究

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计算机应用研究 2014年第10期31卷 3125-3130页

作者：娄睿郭玉东宋聿解放军信息工程大学四院郑州450002 数学工程与先进计算国家重点实验室郑州450002

为解决虚拟化系统启动过程的安全性问题,将可信度量与可信链传递的思想引入虚拟机监控器的可信启动过程中,提出了协作型VMM系统的可信启动流程。采用SHA-1算法,结合启动过程复杂性和度量数据多样性,在启动过程的多个关键点上对内核、程... 详细信息

为解决虚拟化系统启动过程的安全性问题,将可信度量与可信链传递的思想引入虚拟机监控器的可信启动过程中,提出了协作型VMM系统的可信启动流程。采用SHA-1算法,结合启动过程复杂性和度量数据多样性,在启动过程的多个关键点上对内核、程序代码和配置文件等进行度量,并在发现异常时终止启动,能够避免系统敏感信息泄露,提升系统的安全性。测试结果表明,所设计的可信启动流程能够确保系统引导和内核自启动过程的安全可信,为虚拟化系统的安全启动提供了可行的解决方案,9.8%的时间开销对系统性能影响并不明显。

关键词：虚拟机安全协作型系统可信启动信任链过程校验可信平台模块

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基于BMC的服务器可信启动方法研究

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信息网络安全 2021年第5期21卷 67-73页

作者：徐万山张建标袁艺林李铮北京工业大学信息学部计算机学院北京100124

可信计算技术以硬件安全为基础,通过信任链、远程证明等技术能够有效实现本地和远程计算系统的安全,在系统安全启动、度量证明等方面得到了广泛应用。当前,终端设备的安全启动技术已经比较成熟,但是对服务器可信启动技术的研究仍然较少... 详细信息

可信计算技术以硬件安全为基础,通过信任链、远程证明等技术能够有效实现本地和远程计算系统的安全,在系统安全启动、度量证明等方面得到了广泛应用。当前,终端设备的安全启动技术已经比较成熟,但是对服务器可信启动技术的研究仍然较少。针对服务器BIOS固件、操作系统内核镜像可能被篡改,服务器启动过程中由于信任链过长而导致信任丢失、效率较低等问题,文章提出基于BMC(Baseboard Manager Controller,基板管理控制器)的服务器可信启动方法。该方法以BMC为可信根,利用星型信任链结构构建信任链,实现服务器可信启动;同时文章结合信息流无干扰理论模型,对服务器可信启动进行了形式化描述。BMC是服务器上的通用部件,文章提出的可信启动方法以BMC为可信根,不需要额外硬件,具有更好的通用性;同时由于采用星型结构,减少了服务器启动过程中信任的传递,能够有效提高服务器启动过程的安全性和启动效率。

关键词： BMC 可信启动主动度量星型链

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基于多核BMC的服务器可信启动研究及实现

基于多核BMC的服务器可信启动研究及实现

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作者：李铭轩北京工业大学

学位级别：硕士

随着信息技术的发展，等级保护对象已经从狭义的信息系统逐渐扩展到大数据应用、云计算等众多领域，构造一个安全计算环境的重要性不言而喻。新的网络安全等级保护2.0提出构建一个安全计算环境需要对计算设备的系统引导程序、应用程序... 详细信息

随着信息技术的发展，等级保护对象已经从狭义的信息系统逐渐扩展到大数据应用、云计算等众多领域，构造一个安全计算环境的重要性不言而喻。新的网络安全等级保护2.0提出构建一个安全计算环境需要对计算设备的系统引导程序、应用程序等进行可信验证。服务器平台作为云计算技术应用的基础平台，在服务器平台上完善可信验证功能符合等级保护2.0标准。基板管理控制器(Baseboard Management Controller，BMC)是服务器中所普遍存在的独立于服务器主机系统的嵌入式控制模块，先于服务器主机启动并对主机状态进行检测和控制。依靠可信计算3.0中提出的主动免疫思想，在双体系架构下，基于BMC构建TPCM，为服务器宿主系统提供主动防护，成为服务器系统可信启动新的解决方案。　　当前处理器架构逐渐向多样化演进，异构多核的非对称多处理AMP架构处理器的每个核心可以运行不同的操作系统和裸机程序，本文使用国产异构多核的BMC芯片，通过安全核心构建TPCM，计算核心执行原有的BMC功能，可以为宿主系统提供主动防护的同时提高BMC自身的可信性。所以如何保障多核BMC固件系统安全可信的执行环境以及如何用多核BMC来保证服务器平台的可信启动，这些都会是该场景下需要解决的问题。本文研究内容包括:　　(1)研究不同场景的可信启动技术，在服务器启动领域提出使用多核BMC代替传统的可信硬件作为双体系架构下的TPCM可信根，实现服务器系统的可信启动。并采用了信息流无干扰理论对提出的基于多核BMC的服务器可信启动方案进行了形式化描述，印证方案的可行性。　　(2)研究多核BMC固件系统内部结构和原理，细化信任源点，建立TPCM可信根，研究信任链的传递方式，提出用传统链式加上星型信任链结构构建混合信任链，保证了多核BMC固件系统的可信启动;通过多核BMC实现服务器的启动代理功能，保证服务器系统的可信启动。　　(3)依靠TCM可信密码模块，设计了一套从多核BMC上电启动到服务器系统顺利运行的服务器可信启动总体架构，并根据总体架构详细设计了可信启动流程，对可行启动总体架构和启动流程中涉及的关键技术进行研究。　　(4)以国产服务器为实验平台，对服务器可信启动总体架构中功能模块的有效性进行了验证，并对可信启动方案的度量值和性能进行了测试和分析，保障功能的有效性和方案的可实施性。

关键词：服务器双体系架构可信启动基板管理控制器

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基于USBKEY的服务器可信启动研究与实现

基于USBKEY的服务器可信启动研究与实现

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作者：韩现群北京工业大学

学位级别：硕士

在中华人民共和国网络安全法(网络安全法)和网络安全等级保护基本要求(等级保护2.0)相继出台和实施以后，对于可信计算的发展以及推行网络安全等级保护制度有了进一步的要求。在网络安全法中，要求对关键信息基础设施，在网络安全等级... 详细信息

在中华人民共和国网络安全法(网络安全法)和网络安全等级保护基本要求(等级保护2.0)相继出台和实施以后，对于可信计算的发展以及推行网络安全等级保护制度有了进一步的要求。在网络安全法中，要求对关键信息基础设施，在网络安全等级保护制度的基础上，实行重点保护，在等级保护2.0中，要求把基于可信根的可信验证列入各级别和各环节。服务器作为重要信息系统的核心设备，被广泛应用于经济、科研、政治等各行各业，需要保证服务器启动过程中的安全可信，但是由于现在数量众多的服务器并没有嵌入可信计算平台的硬件模块，如果对服务器进行主板改造，无疑又会付出非常高的代价，同时，服务器开启和关闭时没有进行身份认证，无法防止恶意攻击者对服务器的操控。　　为了解决目前在普通服务器可信启动方案中遇到的问题，本文提出了一种适用于普通服务器的基于USBKEY的可信启动体系结构。本结构符合国家标准中对于可信启动过程中的功能要求，同时使用USBKEY也是一种最为简单经济的改造方式，而且也可以为服务器的应用提供安全支持。　　本文主要研究工作包括:　　(1)研究国内外服务器可信启动实施方案，遵从国内可信计算相关规范，设计了一种针对传统服务器的可信启动体系结构。本结构主要是利用带有USB接口的智能卡设备，配合服务器本身的有关硬件充当信任根，利用可信度量和信任链传递等技术，来保证服务器启动时的身份识别和可信启动。　　(2)研究BIOS工作过程和GRUB的源码，设计了身份认证模块，用来在服务器启动时实现身份认证的功能。身份认证模块设计利用签名技术和PIN码技术，分别完成在USBKEY插入以后，验证与服务器是否匹配以及对于用户合法性的检验。　　(3)研究可信启动相关的机制，设计了可信系统引导模块。利用对于操作系统启动过程中对相关文件进行可信度量，确保操作系统在启动加载过程中的安全性。这个过程中借助于服务器主板镶嵌的BMC芯片，利用BMC管理系统，解决远程身份认证的PIN码输入问题。　　(4)研究信任链传递机制，设计了可信支撑模块。该模块设计利用USBKEY相关的功能接口，在服务器操作系统内核启动后运行，验证是否是一个合法的启动过程，解决信任链传递存在的隐患。

关键词：服务器可信启动 GRUB USBKEY 信任链

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RT-Thread平台的可信启动研究与实现

RT-Thread平台的可信启动研究与实现

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作者：余小桐中北大学

学位级别：硕士

在大数据、云计算、物联网等信息技术飞速发展的当下,信息安全问题也日益突出。传统的CPU设计时未集成安全度量模块,可能会导致在启动前系统核心信息被篡改,开机后威胁计算机的安全。在我国可信计算3.0背景下,自主可控、安全可信理念更... 详细信息

在大数据、云计算、物联网等信息技术飞速发展的当下,信息安全问题也日益突出。传统的CPU设计时未集成安全度量模块,可能会导致在启动前系统核心信息被篡改,开机后威胁计算机的安全。在我国可信计算3.0背景下,自主可控、安全可信理念更加突出,提升计算机系统的安全性是信息时代主要研究方向。为了脱离硬件层面可信度量时密码算法设计的复杂,本文将国产操作系统RT-Thread与可信计算相结合,避开国外技术,在RT-Thread平台设计出可信密码算法,搭建可信启动框架,实现可信启动策略。可信启动策略实现的前提是RT-Thread操作系统在硬件某款处理器上的成功移植,本文所依托的硬件处理器为项目组成员在FPGA上设计的32位RISC-V架构软核处理器,支持UART、SPI、GPIO等多种接口。基于此,本文主要研究内容有:通过修改RT-Thread内核文件和编写适配的驱动程序,搭建交叉编译平台,实现其在32位RISC-V软核处理器上的移植。移植过程中实现的函数主要有全局中断开关函数、线程栈初始化函数、上下文切换函数等;对board.c与libcpu中的配置文件与参数进行修改;此外,根据可信启动外设需求,在RT-Thread中设计UART、I2C、SPI、GPIO驱动程序并进行移植。RT-Thread及其外设的成功移植为可信启动策略的实现做了充分准备。完成可信启动策略的实现,通过在RT-Thread中创建SM2、SM3、SM4密码算法线程,设定其线程优先级、时间片、线程栈大小等,设计密码算法控制函数实现了对不同密码算法的调度,密码算法之间可相互通信与调用;分析可信模块中三个密码算法具体实现中涉及到的关键函数及参数;对本文密码算法控制BIOS下的可信启动流程与异常状态的处理进行讨论。对RT-Thread操作系统在32位RISC-V架构软核处理器的移植进行测试,操作系统移植成功,UART、I2C、SPI、GPIO四种驱动也可正确识别;SM2、SM3、SM4三个密码算法的加解密结果验证正确;本文设计的可信启动平台在国产主板飞腾D2000上实现了上电控制及复位等功能;对系统的性能进行测试,加解密速度正常,开机时间有一定延长,但性能损耗在合理范围内,不会对用户体验造成影响,可信启动框架设计合理有效。

关键词： RT-Thread 驱动程序密码算法上电控制可信启动

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基于BMC的服务器可信启动关键技术的研究与实现

基于BMC的服务器可信启动关键技术的研究与实现

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作者：王超北京工业大学

学位级别：硕士

近年来,随着云计算、大数据、物联网、移动计算、人工智能等新兴信息技术的出现,互联网正在进行一场新的变革,部署在全球的数据中心成为支撑当前互联网服务最重要的基础设施之一。一旦数据中心的服务器出现安全问题,后果将非常严重。因... 详细信息

近年来,随着云计算、大数据、物联网、移动计算、人工智能等新兴信息技术的出现,互联网正在进行一场新的变革,部署在全球的数据中心成为支撑当前互联网服务最重要的基础设施之一。一旦数据中心的服务器出现安全问题,后果将非常严重。因此必须确保服务器的安全,而这必须从服务器硬件、固件和操作系统等多方面采取综合措施。可信计算作为一种信息保护和安全防范的重要技术,已广泛应用于众多服务器系统中。然而传统的可信设计方案已经无法满足当前服务器系统的安全需求,尤其是近年来对BIOS等服务器固件的攻击手段越来越丰富,服务器的安全受到了更加严重的威胁。基于主动度量的服务器可信启动技术是以可信根为基础,通过构建完整的信任链来保证系统启动时各层级的可信性。基板管理控制器BMC(Baseboard Management Controller)是集成在服务器主板上同时独立于服务器各个模块的硬件模块,能够先于服务器上电启动。BMC通过设计之后既能实现服务器上电时序控制又能满足各种主动度量需求,符合我国的可信平台控制模块(TPCM)规范。本文的主要研究工作包括:(1)通过分析BMC固件内部结构与原理,遵从国内可信计算相关规范,将可信计算应用到BMC固件的安全改造中,设计了一种基于数字签名技术的BMC可信启动方案,实现了BMC启动过程中的安全可信度量,保证了BMC启动过程中的安全可信。(2)通过对可信计算平台、可信平台控制模块以及服务器架构的研究和分析,在原有的BMC基础上进行设计,研究了基于BMC的服务器可信启动关键技术。该方案以BMC为基础,利用主动度量机制实现对服务器启动过程中的度量控制。并在度量模型中引入了可信度量模块TMM(Trusted Measurement Module),通过TMM实现具体的度量工作。(3)在可信启动系统架构设计基础上设计了服务器可视化管理界面,能够为服务器可信启动提供策略支持,同时管理员可以通过该界面方便的实现对服务器的状态监测和远程控制。(4)设计实验对整个系统的功能进行了验证,包括BMC和BIOS的可信度量以及服务器的功能管理,确保了系统的可用性。

关键词：可信计算 TPCM 主动度量可信启动

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基于USBKEY的可信启动的研究与实现

基于USBKEY的可信启动的研究与实现

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作者：郁亚威北京工业大学

学位级别：硕士

随着科学技术的发展与普及,计算机与网络在各个领域都获得了广泛的运用,信息安全问题日益凸显。可信计算是公认的解决计算机安全问题的一种有效途径。采用了可信计算技术的计算机相较于传统的计算机具有明显的安全优势,能够构建一个完... 详细信息

随着科学技术的发展与普及,计算机与网络在各个领域都获得了广泛的运用,信息安全问题日益凸显。可信计算是公认的解决计算机安全问题的一种有效途径。采用了可信计算技术的计算机相较于传统的计算机具有明显的安全优势,能够构建一个完整可信的计算平台,但是由于在可信计算平台中硬件模块是嵌入到主板上的,对于传统计算机来说,要想使用可信计算技术就必须要付出较高的代价,并且在可信启动的过程中并未对终端的用户进行认证。针对上述问题,本文设计了一种针对于通用计算机的基于USBKEY的可信体系结构,实现了TCG规范中可信启动过程中的主要功能,不仅保证了系统本身的完整可信,同时也能为上层应用提供可信支撑,解决了为通用计算机建立可信运行环境的问题。本文主要工作如下:本文首先研究了TCG的相关规范,并着重研究了可信启动机制以及相关实现的代码实现过程。其次,通过对可信计算技术的研究,设计出了一种针对通用计算机的可信增强体系结构,以USBKEY和BIOS作为可信根,通过开机认证技术、可信引导技术以及信任链传递技术等,不仅保证了系统平台的可信,同时也为上层实现可信应用提供了接口。再次,通过研究GRUB源码和可信规范,改造开源的GRUB实现了开机认证功能和可信引导功能:前者会在开机后对当前的用户以及当前USBKEY插入的计算机进行认证,一方面解决移动可信根在可信启动之初对计算机的匹配验证问题,另外一方面解决了对用户的可信认证问题;后者则通过在操作系统加载之前对操作系统加载器、内核等所有涉及的文件进行度量验证完成了操作系统的可信引导过程,保证了操作系统各个组件的完整性和可信性,进而保证了操作系统的完整性和可信性。

关键词： GRUB 可信计算可信启动可信引导 USBKEY

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基于USBKey的可信启动技术研究

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信息工程大学学报 2016年第2期17卷 212-217页

作者：贾天江曾光裕王炜周振宇信息工程大学河南郑州450001 数学工程与先进计算国家重点实验室河南郑州450001

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... 详细信息

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。

关键词： USB Key UEFI 可信计算可信启动

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Xen虚拟化环境下国密算法可信启动策略的构建

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计算机安全 2014年第11期 2-7,14页

作者：赵玉洁闻楠陈冠直北京江南天安科技有限公司北京100088

为了最大限度地确保Xen虚拟化系统的可信性和安全性,保护虚拟化系统的软件安全和用户隐私数据的安全,对Xen虚拟机及其安全性进行研究分析,结合可信计算技术着重于确保虚拟机启动阶段的可信性和安全性,实现Xen虚拟化环境整体的可信启动过... 详细信息

为了最大限度地确保Xen虚拟化系统的可信性和安全性,保护虚拟化系统的软件安全和用户隐私数据的安全,对Xen虚拟机及其安全性进行研究分析,结合可信计算技术着重于确保虚拟机启动阶段的可信性和安全性,实现Xen虚拟化环境整体的可信启动过程,并思考利用国密算法可行性和方法,降低对国外密码算法的依赖,避免国外算法存在的安全隐患。能够抵御文中所述的威胁模型并克服部分TPM的局限性,方法有效且可行,且可信启动效率较高。

关键词：可信计算可信平台模块 USBKey 国密算法可信启动

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