可信計算的動態(tài)遠程證明研究.pdf

1、可信計算是一種新的計算機體系結(jié)構(gòu)。遠程證明是可信計算平臺的重要功能之一，其目的就是允許兩個節(jié)點在進行交互之前判斷對方平臺的可信狀態(tài)。TCG架構(gòu)下的證明方法存在性能低、可擴展性差以及容易暴露平臺隱私的不足，尤其在對平臺運行時環(huán)境屬性的證明，對應用程序的行為進行度量，是可信遠程證明面臨的主要難題。
　　 本文針對可信遠程證明從(1)配置文件、安全策略文件等相關(guān)數(shù)據(jù)的加密存儲效率；(2)暴露隱私和靜態(tài)問題；(3)平臺安全屬性證明之后的

2、行為證明三方面進行探討。對可信軟件棧中數(shù)據(jù)密封功能進行改進，提出動態(tài)屬性證明方法，利用度量行為信息基進行行為驗證，并對可信遠程證明方法應用到數(shù)字版權(quán)管理(DRM)中進行了設計。本文的主要工作和創(chuàng)新點如下：
　　 (1)針對可信計算軟件棧中的密封和解封所使用的時間將會隨著數(shù)據(jù)量的增長而線性增長，僅適用于比較小的數(shù)據(jù)量。提出使用混合密鑰機制的思想改進可信密碼模塊功能函數(shù)。改進后的方法有效減少加密的時間，特別是對較大的數(shù)據(jù)量進行密封，

3、以較小的性能代價保障了用戶數(shù)據(jù)的安全。通過一個基于可信計算的數(shù)據(jù)密封的程序，從應用程序端、TCS端、TPM端三個方面，縱向說明可信計算運行的過程。
　　 (2)二進制方法和基于屬性證書的證明是兩種遠程證明方法。前者驗證遠程計算平臺的完整性，能反映系統(tǒng)實時的狀態(tài)，后者能隱藏平臺軟件和硬件的配置信息，是靜態(tài)的。結(jié)合這兩種方法的優(yōu)點，提出了一種基于動態(tài)屬性(Dynamic Property，Attestation DPA)的證明協(xié)議。

4、驗證者通過比較證書中的平臺配置寄存器值和實時得到的PCR值，檢驗當前示證者是否滿足一定的屬性要求。實驗表明這種證明方法是有效的、保密的和可行的。
　　 (3)針對遠程挑戰(zhàn)者驗證系統(tǒng)平臺的安全之后，還需要識別對方的行為可信，本文利用Merkle哈希樹計算時間短的特性，提出將Merkle哈希樹應一用到基于可信平臺的行為動態(tài)驗證中。在驗證過程中只驗證客戶端的root_hash，有效地保護了客戶端的隱私，還可根據(jù)行為的不同粒度設計度量行

5、為信息基。實驗表明，該模型能提高時間性能，驗證方式靈活，保護平臺隱私，克服了靜態(tài)證明特點，確保了平臺應用軟件運行時可信。
　　 (4)可信遠程證明的理論可以應用到DRM，對內(nèi)容服務器(CS)、許可證服務器(RS)和用戶三者之間的證明進行設計。提出它們相互的身份證明使用直接匿名證明方法；在RS和用戶的遠程證明中，將DH(Diffie-Hellman)密鑰協(xié)議引入可信計算；在RS對DRM控制器的安全屬性證明中使用DPA的遠程證明方法

6、；對內(nèi)容下載、權(quán)利協(xié)商和權(quán)利包的相關(guān)協(xié)議進行了一個整體的設計，安全分析指出其能保證DRM內(nèi)容和權(quán)利對象(Rights Object，RO)的完整性和機密性、防止對CS和RS的攻擊、具有不可否認性。
　　 本文圍繞可信計算的動態(tài)遠程認證進行研究，從可信軟件棧、動態(tài)屬性證明、行為信息基及其在DRM中的應用進行探討、分析和改進。理論上，對模型進行抽象、形式化表示和安全性分析。實踐上，搭建可信計算平臺進行驗證和分析，為基于可信計算的遠程