(完整版)可信计算

J I A N G S U U N I V E R S I T Y可信计算密码支撑平台完整性度量和密码机制的研究学院：计算机科学与通信工程学院班级：信息安全1202学号： **********姓名：肖雪本文从可信平台，可信计算密码支撑平台完整性度量，密码机制，TCG的密钥管理体系分析，这四个方面来研究可信计算密码支撑平台完整性度量和密码机制。

研究可信计算密码支撑平台和TCM可信密码模块的组成结构，分析密码算法的支撑作用和可信计算密码支撑平台的完整性度量机制。

分析它的密码机制，指出了其密码机制上的特色与不足。

一.可信平台我们认为，可信计算机系统是能够提供系统的可靠性、可用性、信息和行为安全性的计算机系统。

1.可信计算平台的功能与应用目标可信计算组织认为，可信计算平台的主要应用目标是风险管理、数字资源管理、电子商务和安全监控和应急相应。

为了实现这些目标，可信计算平台至少需要提供以下基本功能：数据安全保护、平台身份证明、完整性测量、存储与报告。

2.可信平台模块的逻辑结构TCG定义了可信平台模块(TPM)的逻辑结构，它是一种SoC(System on Chip)芯片，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，完成可信度量的存储、可信度量的报告、系统监控、密钥产生、加密签名、数据的安全存储等功能。

由于可信平台模块用作可信计算平台的信任根，所以它应当是物理安全和管理安全的。

图 1 TCG的TPM结构如图 1 所示。

二．可信计算密码支撑平台完整性度量1 功能和结构《可信计算密码支撑平台功能与接口规范》，定义了可信计算密码支撑平台的密码算法、密钥管理、证书管理、密码协议、 密码服务等应用接口规范，适用于可信计算密码支撑平台相关产品的研制、生产、测评和应用开发。

１．１平台功能可信计算密码支撑平台在计算系统中的作用如图２所示，平台主要提供完整性、身份可信性和数据安全性的密码支持，密码算法与平台功能的关系如图３ 所示。

可信计算技术综述摘要：可信计算技术通过硬件隔离出一块可信执行环境来保护关键代码及数据的机密性与完整性。

硬件隔离从微机源头做起，绝大多数不安全因素将从终端源头被控制，硬件安全是信息系统安全的基础，密码、网络安全等技术是关键技术。

只有从信息系统的硬件和软件的底层采取安全措施，从信息系统的整体采取措施，才能比较有效地确保信息系统的安全。

关键词：可信计算机；分析一、引言可信计算平台是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，一个可信计算机系统由可信硬件平台、可信操作系统和可信应用组成。

可信计算平台的基本思路是：首先构建一个可信根，再建立一条信任链，从可信根开始到硬件平台、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。

可信计算技术包括TPM、TPCM、SGX、TrustZone等硬件技术，本文将从这四种硬件技术进行分析。

二、可信计算技术（一）基于TPM技术TPM安全芯片是基于硬件层面的安全措施，从BIOS源头确保计算环境安全，TPM芯片作为一个含有密码运算部件和存储部件的小型片上系统，通过对用户身份、应用环境、网络环境等不同底层认证，防止恶意盗取信息和病毒侵害。

TPM是一块嵌入在PC主板上的系统级安全芯片，以独立模块的形式挂在计算机主板上，集成了数字签名、身份认证、信息加密、内部资源的授权访问、信任链的建立和完整性度量、直接匿名访问机制、证书和密钥管理等一系列安全计算所必需的基础模块。

工作原理是将BIOS引导块作为完整性度量的信任根，TPM作为完整性报告的信任根，对BIOS、操作系统依次进行完整性度量，保证计算环境的可信任。

（二）基于TPCM技术由于TPM缺乏主动度量和控制机制，TCG现有标准中TCG公钥密码算法只采用RSA，杂凑算法只支持SHA1系列，未使用对称密码，导致密钥管理、密钥迁移和授权协议的复杂化，直接威胁密码安全。

可信计算的课程可信计算是一门关于计算机系统可信性的课程，它研究如何在不可信的环境中构建可信的计算系统和保护计算系统的可信性。

在当今信息技术高速发展的背景下，计算机系统已经渗透到人们生活的方方面面，而计算机系统的可信性也成为了一个不可忽视的问题。

本文将从可信计算的定义、原理、技术和应用等方面进行阐述。

一、可信计算的定义可信计算是指在计算机系统中应用各种技术手段，确保计算系统的安全性、可靠性和可用性，防止计算系统受到攻击和破坏，保护计算系统中的数据和信息不受非法篡改和泄露。

可信计算的目标是构建一个具有高度可信性的计算环境，使计算系统能够正常运行，并且对用户的操作和数据具有保护和隐私保密的能力。

二、可信计算的原理可信计算的原理包括身份认证、数据完整性和机密性、访问控制和审计等。

身份认证是指通过身份验证来确定用户的真实身份，确保只有合法的用户可以访问计算系统；数据完整性和机密性是指保证计算系统中的数据没有被篡改和泄露，确保数据的完整性和机密性；访问控制是指通过权限管理来控制用户对计算系统的访问权限，防止非法用户进行操作；审计是指对计算系统的操作和事件进行记录和监控，以便进行后续的安全分析和追踪。

三、可信计算的技术可信计算的技术包括密码学、安全协议、虚拟化技术、安全操作系统、安全存储和云安全等。

密码学是可信计算的基础，它提供了各种算法和协议来保证数据的机密性和完整性；安全协议是指在通信过程中使用的各种协议，确保通信的安全和可信；虚拟化技术是指通过虚拟机来实现计算系统的隔离和保护，防止恶意软件的传播和攻击；安全操作系统是指具有高度安全性和可信性的操作系统，能够保护计算系统的安全和可信；安全存储是指对数据进行加密和存储，确保数据的安全和可信；云安全是指在云计算环境下保护用户数据和隐私的技术，确保云计算的安全性和可信性。

四、可信计算的应用可信计算的应用包括金融、电子商务、政府、军事、医疗和物联网等领域。

在金融领域，可信计算可以保护用户的交易数据和资金安全，防止金融欺诈和黑客攻击；在电子商务领域，可信计算可以保护用户的个人信息和交易数据，确保电子商务的安全和可信；在政府和军事领域，可信计算可以保护国家的机密信息和网络安全，防止国家安全受到威胁；在医疗领域，可信计算可以保护患者的个人隐私和医疗数据，确保医疗的安全和可信；在物联网领域，可信计算可以保护物联网设备和数据的安全，防止物联网被攻击和滥用。

第九章主机系统安全技术第三节可信计算技术李蕾1一、引言二、可信计算平台三、可信计算的原理四、国内外的发展22009年信息安全五大威胁：威胁一：木马的比例直线上升一、引言金山毒霸监测中心的数据显示，2008年共截获新增病毒、木马数与2007年相比增长48倍。

威胁二：数据窃取情况严重窃取个人专有信息，如信用卡号码、密码等，主要窃取的对象是被感染的网络和个人电脑。

威胁三：移动威胁受关注计算机或其他数据存储或传输介质（USB或备份盘）遭窃或丢失。

威胁四：垃圾邮件死灰复燃赛门铁克垃圾邮件数量统计表明，垃圾邮件已经悄然恢复到此前垃圾邮件盛行时80%的平均水平。

威胁五：威胁的集成化病毒团伙按功能模块进行外包生产或采购技术先进的病毒功能模块，使得病毒的各方面功能都越来越“专业”，病毒技术得以持续提高和发展，解决问题也越来越难。

3当前，普通计算机的资源可以较容易地被攻击程序占用，这些计算设备在用户认证、操作检查、访问控制、网络连接等方面设置的安全措施经常被攻击者绕过。

沈昌祥院士认为:1、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2、从组成信息系统的服务器、网络、终端三个层面上看,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3、恶意攻击手段变化多端4可信计算（Trusted Computing)从一个新的视角解决计算的安全问题。

它有别于传统的安全技术,从终端开始防范攻击，致力于增强终端体系结构的安全性,从源头上解决系统的安全问题。

1999年,Intel、IBM、HP和微软等企业成立了可信计算平台联盟(Trusted Computing Platform Alliance,TCPA),并提出可信计算的概念。

2003年,改名为可信计算工作组(Trusted ComputingGroup,TCG)。

5二、可信计算平台★释义：是能够提供可信计算服务的计算机软硬件实体，它能够提供可信系统的可靠性、可用性和行为的安全性。

云计算时代的可信计算及安全保障随着云计算技术的不断发展，越来越多的企业选择将数据和应用程序存放在云端，以实现更高的效率和更低的成本。

然而，云计算也带来了一些安全风险，如数据泄露、隐私侵犯等问题。

为了保障云计算系统的安全，可信计算成为了一个重要的领域。

本文将介绍可信计算的概念和技术，以及如何保障云计算系统的安全。

一、可信计算的概念和技术可信计算是为了保障计算机系统的安全和可靠性而研究的一门学科。

它包括硬件和软件两个方面，旨在实现对系统运行过程的完整性保护、认证和可信度评估。

可信计算技术包括加密技术、身份认证技术、数据完整性保护技术、访问控制技术等。

其中，硬件方面的技术包括可信平台模块(TPM)和安全芯片(SoC)等。

TPM是一种基于硬件芯片的安全解决方案，主要用于处理加密、数字签名、身份认证等安全问题。

安全芯片则是一种专门设计的芯片，具有高度可信度和安全性，能够保障系统免受恶意攻击和数据泄露的威胁。

除此之外，硬件加速、隔离技术等也是可信计算的重要技术手段。

软件方面的可信计算技术主要包括安全操作系统、虚拟化技术和智能合约等。

安全操作系统是操作系统的一种强化版本，具有可信度较高的运行环境和安全管理机制。

虚拟化技术则是将多个虚拟机隔离运行于同一物理机上的技术，能够有效地分割不同应用程序之间的资源和数据。

智能合约则是一种基于区块链技术的安全计算模式，能够实现安全验证和控制等功能。

二、保障云计算系统的安全为了保障云计算系统的安全，需要采取多种措施，包括数据加密、访问控制、流程监督、漏洞扫描和安全审计等。

下面将逐一介绍这些措施。

1. 数据加密数据加密是保障云计算系统安全性的基础。

它通常采用对称加密和非对称加密相结合的方式。

对称加密是指使用同样的密钥对数据进行加解密，其优点是速度快，但缺点是密钥管理困难。

非对称加密则是使用不同的密钥对数据进行加解密，相对于对称加密更安全，但速度较慢。

在应用中可根据需求进行灵活配置和选择。

操作系统的可信计算与安全验证技术随着信息技术的迅猛发展，计算机操作系统作为软硬件交互的关键部分，面临着越来越严峻的安全挑战。

为确保计算机系统的运行稳定性和安全性，研究人员不断探索可信计算与安全验证技术。

本文将介绍可信计算的概念和目标，以及常见的安全验证技术。

一、可信计算的概念和目标可信计算是指对计算机系统的完整性、机密性和可用性进行验证和保障的一种技术手段。

其目标是建立起一个可信赖的计算环境，确保计算系统在面临各种攻击和恶意软件时能够保持稳定、安全运行。

可信计算的基本原理是通过硬件和软件的相互协作，实现对计算机系统的全方位保护。

具体来说，可信计算主要关注以下几个方面：1. 身份认证：确保用户和系统之间的身份识别和验证，防止未经授权的访问和操作。

2. 数据保密性：加密算法和访问控制机制可以有效保护数据的机密性，防止数据泄露。

3. 防篡改与完整性验证：采用数字签名、哈希校验等技术保证计算机系统和软件的完整性，防止被篡改或者插入恶意代码。

4. 安全启动过程：验证系统引导过程的完整性和信任性，保证系统启动时不受恶意软件的影响。

二、安全验证技术为了实现可信计算的目标，研究人员提出了多种安全验证技术。

下面将介绍其中较为常见的几种技术。

1. 可信平台模块（TPM）可信平台模块是一种硬件组件，它集成了加密、身份认证、密钥管理等功能，用于保护系统的整体安全性。

TPM可以生成和存储密钥，验证系统启动过程的完整性，并为认证和访问控制提供支持。

2. 安全启动技术安全启动技术确保系统在启动过程中没有被篡改。

其中，UEFI（统一的可扩展固件接口）替代了传统的BIOS，提供了更安全的启动环境。

Secure Boot技术则确保固件和操作系统启动过程中的可信性，防止恶意软件的注入。

3. 虚拟化安全虚拟化技术在云计算等场景中得到广泛应用，但也面临着安全性挑战。

为了保障虚拟机（VM）的安全，研究人员提出了多种技术，如虚拟化安全监控器、虚拟机隔离、虚拟机快照等。

摘要：可信计算是信息安全领域的一个新分支。

本文论述了可信计算技术与理论的最新研究进展。

通过分析可信计算技术的发展历史与研究现状，指出了目前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。

一、引言信息技术的高速发展，带来了信息产业的空前繁荣；但危害信息安全的事件也不断发生，信息安全形势日益严峻。

目前信息安全问题的技术原因主要包括:■微机的安全结构过于简单。

最初，微机被认为是个人使用的计算机，许多安全措施不再需要，为了降低成本，许多有效的安全措施被去掉。

■信息技术的发展使计算机变成网络中的一部份，突破了计算机机房的地理隔离，信息的I/O遍及整个网络世界，网络协议缺少安全设计，存在安全缺陷。

网络协议的复杂性使得对其进行安全证明和验证十分困难。

■操作系统过于庞大，软件故障与安全缺陷不可避免。

硬件结构的安全和操作系统的安全是信息系统安全的基础，密码、网络安全等技术是关键技术。

只有从信息系统的硬件和软件的底层采取安全措施，从整体上采取措施，才能有效地确保信息系统的安全。

对于最常用的微机，只有从芯片、主板等硬件和BIOS、操作系统等底层软件综合采取措施，才能有效地提高其安全性。

正是基于这一思想催生了可信计算的迅速发展。

可信计算的基本思想是在计算机系统中首先建立一个信任根，再建立一条信任链，一级测量认证一级，一级信任一级，把信任关系扩大到整个计算机系统，从而确保计算机系统的可信。

在技术领域, 1983年美国国防部就制定了《可信计算机系统评价准则》。

1999年TCPA组织成立，2003年改组为可信计算组织TCG。

TCPA和TCG制定了关于可信计算平台、可信存储和可信网络连接等一系列技术规范。

目前已有200多个企业加入了TCG，可信计算机已进入实际应用。

网络中的可信计算与安全认证在互联网时代，信息和通信技术的迅猛发展使得我们的生活变得更加便捷和高效。

然而，随之而来的是网络安全问题的日益突出。

为了保护用户的隐私和数据安全，可信计算和安全认证成为了网络世界中不可或缺的重要环节。

一、可信计算的概念与原理可信计算是一种通过技术手段来保证计算过程的安全性和完整性的方法。

它主要依赖于硬件、软件和协议三个方面的保护措施。

1. 硬件层面的保护措施：包括建立可信环境、可信计算机架构和可信平台模块等。

通过在硬件级别上实现加密、数字签名和访问控制等功能，使得计算过程不容易受到恶意攻击或篡改。

2. 软件层面的保护措施：包括软件可信度评估、软件安全验证和软件完整性保护等。

通过对软件进行审计、验证和加密，保证软件的可信性和正确性，防止恶意软件的入侵。

3. 协议层面的保护措施：包括安全通信协议、身份认证协议和访问控制协议等。

通过建立安全的通信渠道和身份认证机制，保证用户的身份和数据的安全。

二、网络中的安全认证方法在网络中，为了保护用户的个人信息和数据安全，各种安全认证方法被广泛应用。

1. 密码认证：密码认证是最常用的安全认证方法之一。

用户通过设置登录密码来验证自己的身份，只有正确输入密码才能获得访问权限。

密码的复杂性和安全性对保护用户信息至关重要。

2. 生物特征认证：生物特征认证利用人体的生理或行为特征来验证用户的身份。

比如指纹识别、虹膜识别、声纹识别等技术可以实现高精度和高安全性的身份认证。

3. 双因素认证：双因素认证结合了两种或多种认证方法，提高了系统的安全性。

常见的双因素认证方式包括：密码+手机验证码、指纹+密码、指纹+面部识别等。

4. 公钥基础设施（PKI）认证：PKI认证通过数字证书来验证用户身份。

数字证书由授权中心颁发，包含用户的公钥和相关信息，用于数字签名和加密通信。

三、网络安全与隐私保护的挑战尽管不断出现各种可信计算和安全认证的方法和技术，但网络安全和隐私保护仍然面临一些挑战。