云計算可信客戶域關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、云計算是一種新興的基于互聯(lián)網(wǎng)的計算方式和服務(wù)模式，是多種計算技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合的產(chǎn)物，也是近年來學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界研究的熱點。憑借便利、易擴展和按需計費等優(yōu)點，越來越多的企業(yè)和公眾開始接受和使用云計算。云計算服務(wù)的租戶需要將自己的數(shù)據(jù)和應(yīng)用部署到云中，這將使數(shù)據(jù)和應(yīng)用存在被攻擊者非法讀取或破壞的可能性。與此同時，租戶也失去了對這些數(shù)據(jù)和應(yīng)用的絕對控制，這使他們對云計算的安全問題更加擔(dān)心。如何建立安全和可信的云計算服務(wù)、增強租戶對云計算服務(wù)提

2、供商的信任、使租戶在云中部署的應(yīng)用能夠按照自己的期望運行已經(jīng)成為云計算發(fā)展中亟待解決的問題。
　　本文主要研究如何建立云計算中可信的基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)，為租戶提供可信的客戶域。其核心是對客戶域及其所在的計算平臺進行完整性度量，使租戶能夠通過遠(yuǎn)程證明等方法判斷它們的狀態(tài)是否與預(yù)期相同。通過將可信計算和虛擬化技術(shù)相結(jié)合，本文提出并實現(xiàn)了適用于不同環(huán)境的三種可信客戶域建立方案，具體包括:
　　(1)提出了基于信任傳遞的可信

3、客戶域建立方案，即建立從硬件安全芯片到客戶域應(yīng)用程序的信任鏈，度量和記錄可能影響客戶域及其所在計算平臺完整性的實體。針對現(xiàn)有信任傳遞模型無法準(zhǔn)確描述信任傳遞過程和保護客戶域隱私的問題，提出了適用于虛擬化計算平臺的客戶域信任傳遞模型;針對信任傳遞過程中缺失的環(huán)節(jié)，提出了由租戶控制的客戶域可信引導(dǎo)程序Trusted pyGRUB;針對云計算服務(wù)對租戶隱藏了云中的細(xì)節(jié)使租戶無法直接感知計算平臺及其完整性狀態(tài)的問題，提出了遠(yuǎn)程證明代理協(xié)議，協(xié)助

4、租戶通過代理驗證計算平臺和客戶域是否可信。
　　(2)針對前述方案中存在的驗證過程較為復(fù)雜、過度依賴操作系統(tǒng)的安全機制、度量的文件不完備等問題，提出并實現(xiàn)了基于域外監(jiān)控的可信客戶域建立方案OB-IMA。該方案的優(yōu)勢有:基于虛擬機自省技術(shù)，不依賴客戶域操作系統(tǒng)的安全機制，因而不易被攻擊和旁路，具有更好的安全性;該方案對客戶域完全透明，不需要對客戶域操作系統(tǒng)做任何修改，具有更好的適用性;該方案對文件的度量能同時支持系統(tǒng)策略和用戶策略，

5、具有更好的靈活性。和其他域外監(jiān)控類方案相比，該方案能夠?qū)?nèi)核空間的行為所涉及的文件進行度量，還能夠?qū)Σ痪哂袌?zhí)行權(quán)限的配置文件和腳本文件等進行度量，具有更好的度量能力。
　　(3)針對OB-IMA方案無法有效地支持使用Windows等內(nèi)核不完全開源的操作系統(tǒng)的客戶域等問題，提出并實現(xiàn)了基于域內(nèi)外協(xié)同監(jiān)控的可信客戶域建立方案Coiob-IMA。該方案通過位于客戶域中的采集模塊和客戶域外的度量模塊等協(xié)同工作、預(yù)先度量和實時度量相結(jié)合，不

6、僅能夠?qū)崿F(xiàn)對使用Windows操作系統(tǒng)的客戶域的完整性度量，還有效解決了信息遺失和語義空白等問題。為此提出了度量區(qū)域和度量區(qū)域可信擴展等概念，通過確定操作序列的相關(guān)特性來保證預(yù)先度量的安全性;提出了一種高效的基于事件機制的域間信息傳輸方法，降低了對系統(tǒng)性能的影響;提出了一種細(xì)粒度的注冊表配置度量方法，實現(xiàn)對客戶域系統(tǒng)配置的完整性度量。
　　綜上所述，本文提出了多種可信客戶域的建立方案，這些方案能夠適用于多種虛擬化計算平臺和客戶域操