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可信计算立足于终端,在终端构建一个信任根,以信任根为起点,通过完整性度量技术,建立信任链,实现信任由信任根扩展到硬件平台、操作系统,直至整个网络,保证整个计算环境的可信。
完整性度量是实现可信计算上述目标的关键技术,本文研究可信计算中完整性度量的理论和技术,从实体行为的角度建立度量模型,完善现有完整性度量方法,对动态度量技术进行初步探讨;并建立由信任根到应用进程的完整性度量技术实现平台,搭建完整性度量基础平台,为今后的进一步研究工作奠定基础。
首先,在可信计算的研究背景下,研究可信计算平台的功能结构及其完整性度量技术。在可信计算平台中,重点分析了作为可信计算平台核心模块的可信平台模块(TPM)和基于自主密码的可信密码模块(TCM)。针对完整性度量技术,研究了信任根和信任链以及完整性度量、存储和报告等相关技术。分析了由于TPM和TCM的密码算法不同而导致的完整性度量兼容性问题,并提出了相应解决方案。对可信计算平台及其完整性度量技术的研究,是本文研究工作的基础。
其次,在上述研究的基础上,针对实体行为运行可信,构建完整性度量模型。从图灵机的角度抽象出度量属性和度量规则,基于实体行为运行可信的度量模型包括两方面的内容:一是针对行为输入的度量,采用细粒度隔离机制对行为输入缓冲区溢出进行防范,来保证行为输入的完整性;二是针对行为运行环境的度量,通过分析实体行为间的依赖关系,建立实体行为运行环境集合,并针对此集合中的元素进行度量。通过丰富度量属性和度量方法,完善现有完整性度量和动态度量模型。
最后,针对可信计算的完整性度量技术,建立完整性度量机制实现平台。以可信密码模块为核心,研究和实现基于自主密码的完整性度量技术;以可信平台控制模块为基础,分析主动模式的完整性度量技术,构建由信任根开始的信任链;以上层应用为目标,研究基于进程的完整性度量实现方法,将信任链向应用软件扩展。完整性度量机制实现平台的建立,为完整性度量技术的进一步研究和实现奠定了基础。
本文的主要创新点包括以下两个方面:
(1)在可信计算平台及其完整性度量技术的研究中,分析了基于自主密码的可信密码模块,针对由于密码配置的不同而导致的完整性度量兼容问题,提出了基于主动度量模式以及第三方数据库的解决方案;
(2)针对现有完整性度量和动态度量模型的不足,从图灵机的角度,研究了基于实体行为运行可信的度量模型,从行为输入及运行环境两个方面对实体行为运行可信进行度量。