远程证明研究及在MAS中的应用

论文摘要

可信计算是目前信息安全领域研究的热点问题之一,通过嵌入主板的小型防篡改硬件TPM,提供安全解决方案。远程证明是可信计算中的一个核心的功能,包括完整性度量和报告,用于向远程验证方报告终端当前的安全状态。文章对远程证明进行了深入的研究,主要工作包括以下两部分:首先,针对完整性报告中存在的效率和被动问题给出解决方案。效率问题:由于TPM的单进程工作模式,终端需要对远程证明请求依次进行响应,当系统接收到大量请求时,必然会成为系统瓶颈,出现效率问题。文章在现有TPM的基础上,提出批处理方案,将短时间段内到达的请求集中进行处理,实现基于批处理的完整性报告,解决效率问题。同时利用Merkle树进一步减少批处理方案中通信量增长的不足。模拟实验表明当一次批处理数目大于1时,效率提高。被动问题:在网络监控应用中使用远程证明,能使管理平台远程监控设备的安全状态。但是现有完整性报告协议的防重放攻击机制,使得设备只能被动响应完整性报告,并易产生欺骗问题。文章提出时间方案,利用TPM的传输会话功能,在应用层将完整性报告与时间关联,实现基于时间的完整性报告,通过定时上传和日志记录的方法解决被动问题。其次,针对教研室的“中国移动代理(MAS)服务器”项目的安全需求,将远程证明应用到MAS服务器中,能够向终端用户以及管理平台提供自身的完整性状态,弥补现有安全技术的不足,同时将批处理和时间方案应用其中,并给出工程实现。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题来源及意义
• 1.3 研究现状
• 1.4 论文主要工作及结构
• 第二章 可信计算与远程证明
• 2.1 可信计算体系结构
• 2.1.1 可信计算平台
• 2.1.2 信任的建立与传递
• 2.1.3 可信平台模块
• 2.1.4 TCG软件栈
• 2.2 远程证明
• 2.2.1 完整性度量
• 2.2.2 完整性报告
• 2.3 本章小结
• 第三章 完整性报告的改进
• 3.1 完整性报告中存在的问题
• 3.2 基于批处理的完整性报告
• 3.2.1 效率问题
• 3.2.2 批处理方案
• 3.2.3 批随机数的改进
• 3.2.4 性能分析
• 3.3 基于时间的完整性报告
• 3.3.1 被动问题
• 3.3.2 时间方案
• 3.3.3 重启攻击问题
• 3.3.4 时间方案的具体实现
• 3.3.5 性能分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 远程证明增强MAS系统安全
• 4.1 MAS简介
• 4.2 MAS的远程证明总体架构
• 4.2.1 安全需求
• 4.2.2 远程证明总体架构
• 4.3 完整性度量模型
• 4.4 终端与服务器的可信网络连接
• 4.4.1 SSL协议和可信网络连接技术
• 4.4.2 MAS系统的可信网络连接
• 4.5 管理平台对服务器的可信管理
• 4.6 本章小结
• 第五章 MAS系统中的工程实现
• 5.1 开发工具和环境
• 5.2 平台代理的总体设计
• 5.3 后台服务模块
• 5.4 批处理方案模块
• 5.5 时间方案模块
• 5.6 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 全文总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作
• 致谢