可信计算技术综述论文
可信计算发展综述
收稿日期:2008-10-06;修回日期:2008-11-30。
基金项目:国家863计划项目(2006AA01Z173)。
作者简介:熊光泽(1938-),男,四川丹棱人,教授,博士生导师,CCF 高级会员,主要研究方向:高可信计算、嵌入式实时计算、普适计算; 常政威(1981-),男,河南安阳人,博士研究生,主要研究方向:可信计算、嵌入式实时系统; 桑楠(1964-),男,四川营山人,教授,博士研究生,主要研究方向:可信计算、嵌入式实时系统、软件工程。
文章编号:1001-9081(2009)04-0915-05可信计算发展综述熊光泽,常政威,桑 楠(电子科技大学计算机科学与工程学院,成都610054)(gzxi ong@uestc .edu .cn )摘 要:可信计算是当前计算机科学的一个研究热点,对可信计算的发展进行了综述。
阐述了可信性的起源与内涵,总结了可信计算领域的国内外研究进展。
针对安全关键系统,着重介绍了各种高可信保障技术。
最后,探讨了可信计算的发展趋势。
关键词:可信性;可信计算;安全关键系统;多级高可信保障中图分类号:TP309 文献标志码:ASurvey on dependable com puti n gX IONG Guang 2ze,CHANG Zheng 2wei,S ANG Nan(School of Co m puter Science and Engineering,U niversity of E lectronic Science and Technology of China,Chengdu S ichuan 610054,China )Abstract:This paper surveyed the devel opment of dependable computing .The basic concep ts of dependability were ex p lained,and current research works of dependable computing were intr oduced .H igh dependability safeguard techniques f or safety 2critical syste m s were p r oposed .Some future research directi ons of dependable computing were p resented .Key words:dependability;dependable computing;safety 2critical syste m;multi 2level high dependability safeguard0 引言计算机从诞生以来,在发展的过程中其体积不断缩小,计算能力则不断提高。
可信计算综述
2、高性能可信计算芯片是提升竞争能力旳 关键
可信计算关键是TPM芯片，TPM旳性能 决定了可信平台旳性能。不但要设计特 殊旳CPU和安全保护电路，而且还要内 嵌高性能旳加密算法、数字署名，散列 函数、随机发生器等，是体现国家主权 与控制旳聚焦点，是竞争能力旳源动力。
3、可信计算理论和体系构造是连续发展旳源泉。
TCG软件栈规范系列：
– 主要要求了可信计算平台从固件到应用程 序旳完整旳软件栈.
TCG 规范族
TCG主规范 ：TCG main Spec v1.1
– 可信计算平台旳普适性规范，支持多平台： PC / PDA
TCG PC规范：TCG PC Spec v1.1
– 可信计算平台旳 PC规范
TPM Main Spec v1.2系列
三、TCG旳动态
2023年12月美国卡内基梅隆大学与美国 国家宇航总署（NASA）旳艾姆斯 （Ames）研究中心牵头，联合大企业成 立TCPA。
2023年3月改组为TCG(Trusted Computing Group)
2023年10月公布了TPM主规范（v1.2）
应用 程序
顾客进 程模式
应用集成旳企事业单位纷纷提出可信应 用框架，如天融信企业旳可信网络框架、 卫士通企业旳终端可信控制系统、鼎普 企业旳可信存储系统等。
2023年1月全国信息安全原则化技术委员 会在北京成立了WG1 TC260可信计算工 作小组。WG3也开展了可信计算密码原 则旳研究工作。
国家“十一·五”规划和“８６３计划” 中，将把“可信安全计算平台研究”列 入要点支持方向，并有较大规模旳投入 与扶植。
其本身旳硬件特征就确保比存储在其他设备上 要安全得多，同步TPM又具有证明旳能力，经 过对存储旳密封数据旳检验和鉴别，愈加好地 保护数据旳完整性和秘密性； 输入输出旳保护：芯片组和外部接口经过安全 设计，能够建立基于硬件保护旳可信通道。
可信计算技术综述论文
可信计算技术综述论文引言一、可信计算技术的概念与原理可信计算技术是一种通过硬件和软件的相互配合，保证计算过程和结果的可信性和完整性的方法。
其核心原理是通过建立可信的计算环境，包括认证、加密、防护和审计等措施，来保护用户的计算操作不受到未经授权的修改和篡改，同时防止恶意软件等外部攻击。
二、可信计算技术的关键技术1.可信平台模块（TPM）：TPM是可信计算的核心技术之一，它在计算设备中构建了一个安全的硬件模块，用于存储和管理认证和加密密钥，以及提供对计算环境的安全监控和控制。
2.安全启动技术：安全启动技术通过验证硬件和软件的完整性，确保计算设备在启动过程中没有被篡改，从而建立起一个可信的计算环境。
3.可信执行环境（TEE）：TEE是一种安全的执行环境，可以保护应用程序的执行过程和数据的安全。
TEE结合了硬件和软件的安全特性，使得应用程序可以在一个受保护的环境中运行，防止恶意软件和攻击者对程序进行修改和篡改。
4.数据保护技术：数据保护技术包括数据加密、数据隔离和数据完整性校验等方法，用于保护数据在存储和传输过程中的安全和完整性。
三、可信计算技术的应用领域1.云计算安全：可信计算技术在云计算领域得到广泛应用，用于保护云计算平台中用户的数据安全和隐私，以及防止云计算环境中的恶意攻击。
2.物联网安全：物联网中涉及大量的计算设备和传感器，可信计算技术可以确保这些设备和传感器的可靠性和安全性，防止被黑客攻击和篡改。
3.移动终端安全：可信计算技术可以保护移动设备的操作系统和应用程序不受恶意软件和攻击者的篡改和修改，以及保护用户的隐私和敏感数据。
四、可信计算技术的挑战与发展趋势1.安全漏洞与攻击技术的不断发展，使得可信计算技术面临着日益复杂和多样化的威胁。
2.可信计算技术的性能和成本问题仍然存在，需要更高效和低成本的解决方案。
3.随着物联网和边缘计算的兴起，可信计算技术需要适应这些新兴环境的需求和挑战。
4.可信计算技术与隐私保护的关系需要更好的平衡，以满足用户的个人隐私需求和数据安全需求。
《2024年可信计算的研究与发展》范文
《可信计算的研究与发展》篇一一、引言随着信息技术的迅猛发展，计算机与网络的广泛应用为人类生活带来了巨大的便利。
然而，这也为信息安全带来了严峻的挑战。
为了确保信息安全，可信计算的概念应运而生。
可信计算旨在通过提高计算系统的安全性、可靠性和稳定性，确保计算过程中的数据和信息不被非法获取、篡改或破坏。
本文将对可信计算的研究与发展进行探讨。
二、可信计算的基本概念可信计算是指在计算过程中，通过采用一系列技术手段和管理措施，保障计算系统在安全、可靠、稳定的状态下运行，同时防止未经授权的访问、攻击和篡改。
可信计算涉及到硬件、软件、网络等多个方面的技术，旨在从整体上提高信息系统的安全性。
三、可信计算的发展历程可信计算的发展历程可以追溯到计算机技术发展的初期。
随着计算机和网络的普及，信息安全问题日益凸显，人们对信息安全的需求不断增长。
从最初的密码学、防火墙等安全技术，到现在的可信计算、云计算等先进技术，人们对信息安全的理解和防范手段不断提高。
可信计算作为新一代信息技术安全的重要组成部分，已经在信息安全领域取得了重要地位。
四、可信计算的关键技术1. 密码学：密码学是可信计算的重要技术之一，通过对数据进行加密、解密等操作，保护数据的安全性和机密性。
2. 信任机制：信任机制是构建可信计算平台的核心。
通过建立可靠的信任关系，实现信息共享和访问控制。
3. 安全芯片：安全芯片是一种用于保护系统硬件安全的芯片，具有安全存储、安全启动等功能。
4. 安全操作系统：安全操作系统是保证系统软件安全的关键，能够抵御病毒、木马等恶意软件的攻击。
五、可信计算的应用领域1. 网络安全：在网络安全领域，可信计算技术可以用于保护网络系统的安全性和稳定性，防止网络攻击和病毒传播。
2. 云计算：在云计算领域，可信计算技术可以用于保障云服务的安全性和可靠性，保护用户数据的安全和隐私。
3. 物联网：在物联网领域，可信计算技术可以用于保护设备之间的通信安全和数据安全。
网络安全与可信计算技术综述
网络安全与可信计算技术综述随着互联网技术的不断普及和发展，网络安全问题也日益受到了人们的关注。
网络安全既是保障个人和企业网络的信息安全，也是国家安全的基石。
面对日益严峻的网络安全威胁，可信计算技术成为保障网络安全的一项重要技术手段。
一、网络安全的挑战随着网络技术的迅猛发展，网络安全问题也日益严重。
网络安全威胁主要包括黑客攻击、病毒感染、木马攻击、拒绝服务攻击等，这些威胁都可以导致网络信息的失密、失真、失效等问题，给个人、企业和国家带来了巨大的损失。
网络安全的挑战主要体现在以下几个方面：（1）网络攻击手段的不断升级。
随着网络攻击手段的不断发展，黑客攻击、病毒感染等网络安全威胁越来越复杂、难以防范。
（2）内部人员信息泄露问题。
内部人员因为不当的操作或者恶意行为，泄露公司和组织的机密信息，给公司和组织带来严重的损失。
（3）移动终端安全问题。
移动设备的广泛使用，使得数据泄露、病毒感染等安全问题变得日益突出。
二、可信计算技术的概念可信计算技术是保证计算环境可信的一种技术手段，旨在通过硬件和软件的改进来防止恶意软件和黑客攻击。
可信计算技术通常包括可信处理器、可信平台模块（TPM）等，它们可以对计算机软硬件环境进行可信度验证，保障计算机应用在正确的环境中运行，确保数据的安全性和完整性。
三、可信计算技术的应用可信计算技术广泛应用于金融、电子商务、数字娱乐、智能家居等领域，主要有以下几个方面：（1）数字版权保护。
数字版权保护是可信计算技术的一个重要应用领域。
通过TPM模块的安装和数字版权管理技术，可以有效避免数字内容的盗版和篡改，保护知识产权。
（2）云计算安全。
可信计算技术可以有效保护云计算平台和云存储系统的安全，保障用户数据的隐私和安全。
（3）移动设备安全。
随着移动设备的广泛使用，移动设备的安全问题越来越突出。
可信计算技术可以对移动设备进行可信度验证，有效避免设备被攻击和病毒感染。
四、可信计算技术面临的挑战虽然可信计算技术具有一定的优势和应用前景，但是也面临着一些挑战：（1）可信计算技术的安全性问题。
可信计算技术综述
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 综述
可信计算综述1 可信计算的基本概念及原理可信计算是一种计算机系统安全保障技术，它对计算机操作系统、应用程序、硬件平台以及用户数据等内容进行加密保护，以确保计算机系统的安全可信，从而保护用户信息的隐私和安全。
可信计算包含的技术手段主要有硬件实现技术、软件实现技术以及硬件/软件结合实现技术等。
可信计算的基本原理是构建一个信任环境，在该环境中，计算机硬件和软件构成的计算系统被授权进行安全操作。
在这种情况下，计算机可以识别和拒绝来自不信任源的攻击，确保用户的信用和隐私受到有效保护。
2 可信计算的应用场景可信计算技术已经广泛应用于各种领域，包括金融、电子商务、医疗、政府以及军事等领域。
以下是一些典型的应用场景：2.1 电子商务在电子商务领域，可信计算被用于保证购买过程和支付过程的安全性。
可信计算技术可用于保护用户的个人信息，包括信用卡号码、用户名和密码等。
此外，它还可以抵制来自恶意软件的攻击和恶意攻击行为。
2.2 金融可信计算技术在金融领域广泛应用，可用于加密交易信息、保护投资者的交易记录和保密性等。
对于经常担心黑客攻击和数据泄漏的银行，可信计算技术可以提供更高的安全性和可信度。
2.3 政府在政府领域，可信计算技术被用于创建加密通信环境、保护政府机密数据及其他保密信息。
可信计算技术还可以确保公共目标的实现，例如服务老年人和残疾人。
2.4 医疗在医疗领域，可信计算技术可以被用来加密电子病历、确保病人数据的机密性和完整性。
此外，它还可以帮助病人和医生推动科学研究和技术创新。
3 可信计算技术的未来随着云计算和大数据时代的到来，网络攻击和数据泄漏事件正在变得越来越普遍，可信计算技术的意义也不断被强调。
传统的计算机安全机制通常是基于反病毒程序、防火墙和加密机制，这些机制导致大量操作柔性化的设备重复执行全面性的操作。
基于这些问题，未来的可信计算技术将散布在三个方向。
首先，可信计算技术将更多地集成现有的安全技术，以实现更高层次的安全保护。
可信计算研究综述
可信计算研究综述可信计算是一种保护计算过程和计算结果不受恶意攻击和篡改的技术。
随着信息技术的发展，计算机已经渗透到我们生活的方方面面，而计算机上存储的数据也变得越来越重要。
然而，计算机系统的安全性一直是人们关注的焦点。
可信计算的出现为解决计算机系统的安全性问题提供了一种新的思路。
可信计算是在不可信环境下进行的计算过程，它可以保护计算过程和计算结果的机密性、完整性和正确性。
可信计算的核心思想是通过硬件和软件的组合来建立一个安全可信的计算环境，从而保护计算过程和计算结果不受恶意攻击和篡改。
可信计算主要包括硬件可信计算和软件可信计算两个方面。
硬件可信计算是指通过硬件技术来保护计算过程和计算结果的安全性。
例如，通过使用可信平台模块（TPM）来验证计算机系统的完整性和可信性，从而保护计算过程和计算结果的安全性。
软件可信计算是指通过软件技术来保护计算过程和计算结果的安全性。
例如，通过使用加密技术和数字签名技术来确保计算过程和计算结果的机密性和完整性。
可信计算的研究内容主要包括可信计算的基本概念和原理、可信计算的关键技术和方法、可信计算的应用领域和发展趋势等方面。
可信计算的基本概念和原理是研究可信计算的基础，它涉及到计算过程和计算结果的安全性问题。
可信计算的关键技术和方法是研究可信计算的关键，它涉及到硬件和软件的组合以及加密和数字签名等技术。
可信计算的应用领域和发展趋势是研究可信计算的重点，它涉及到可信计算在云计算、物联网、大数据等领域中的应用和发展。
可信计算在云计算、物联网、大数据等领域中有着广泛的应用。
在云计算中，可信计算可以用于保护云计算平台和云计算服务的安全性。
在物联网中，可信计算可以用于保护物联网设备和物联网应用的安全性。
在大数据中，可信计算可以用于保护大数据的安全性和隐私性。
可信计算的发展趋势是向着更加安全、更加可靠、更加高效的方向发展。
可信计算是一种保护计算过程和计算结果不受恶意攻击和篡改的技术。
可信云计算研究综述
㊀第54卷第4期郑州大学学报(理学版)Vol.54No.4㊀2022年7月J.Zhengzhou Univ.(Nat.Sci.Ed.)Jul.2022收稿日期:2021-11-13基金项目:国家自然科学基金项目(61272452,61872430);湖北省重点研发计划项目(2020BAA001,2021BAA027);苏州市前瞻性应用研究项目(SYG201845)㊂第一作者:张立强(1979 ),男,副教授,主要从事可信计算与系统安全测评研究,E-mail:zhanglq@㊂通信作者:严飞(1980 ),男,副教授,主要从事系统安全与可信计算研究,E-mail:yanfei@㊂可信云计算研究综述张立强1,㊀吕建荣1,㊀严㊀飞1,㊀熊云飞2(1.武汉大学国家网络安全学院空天信息安全与可信计算教育部重点实验室㊀湖北武汉430072;2.烽火技术服务有限公司㊀湖北武汉430074)摘要:云计算具有高性能㊁服务化㊁弹性伸缩㊁环境友好等优点,已经成为广泛采用的新型IT 基础设施㊂资源外包与资源租赁的服务化本质,导致安全与隐私需求尤为突出,传统安全技术方案无法有效满足云计算的安全需求㊂为此,近年来学术界和工业界实现了一系列的安全改进和创新,试图用自底向上的思路解决云计算中的各类安全问题,构建可信云体系架构,以期实现云计算的安全可信㊂本文围绕云计算环境面临的安全威胁展开讨论,给出了当前主流的可信云计算实现思路与关键技术,讨论了相关工作的优势与不足,并对可信云计算的发展方向进行了探讨㊂关键词:云计算;可信计算;安全威胁;可信云计算中图分类号:TP309㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:1671-6841(2022)04-0001-11DOI :10.13705/j.issn.1671-6841.2021487Research on Trusted Cloud Computing TechnologiesZHANG Liqiang 1,LYU Jianrong 1,YAN Fei 1,XIONG Yunfei 2(1.Key Laboratory of Aerospace Information Security and Trusted Computing of Ministry of Education ,School of Cyber Science and Engineering ,Wuhan University ,Wuhan 430072,China ;2.Fiberhome Technical Services Co.,Ltd.,Wuhan 430074,China )Abstract :With the advantages of high performance,servitization,elastic scale and environmental-friend-liness,as a new IT infrastructure,cloud computing has been widely used.Because of its feature of re-source outsourcing and resource renting,security and privacy requirements were of great importance.Tra-ditional security technologies were unable to meet the requirements of security in cloud computing.So in recent years,vast security improvements and innovations were proposed in academia and industry.These schemes were used to solve various security problems in cloud computing bottom-up,and built a trustedcloud system architecture in order to achieve a secure and reliable cloud computing.Based on the securi-ty threats to cloud computing,the implementations and key technologies of trusted cloud computing were discussed.The advantages and drawbacks of the related works were summarized,and the developing di-rections of trusted cloud computing were discussed.Key words :cloud computing;trusted computing;security threat;trusted cloud computing0㊀引言随着云计算的广泛使用,云计算技术本身的发展速度与相应的安全技术发展速度之间的差距逐渐增大,云安全问题日益凸显㊂McAfee 2017云安全研究报告显示,有23%的企业完全信任公有云,而在2016年只有13%[1]㊂2020年,我国使用公有云的郑州大学学报(理学版)第54卷企业中,有6.3%曾遭遇到恶意木马攻击,在发现的木马中有27%未及时处理,公有云主机远程登录窗口被爆破次数超2.5亿次[2]㊂为了解决云计算所面临的日益严重的安全威胁,学术界和工业界提出了一系列保护云计算安全的解决方案㊂例如,为了解决云计算数据安全和内容隐私问题,相关学者提出了基于身份的代理重加密方案[3]㊁基于密钥的属性加密算法[4]等;为了抵抗针对云计算本身可用性的安全威胁(如拒绝服务攻击㊁僵尸网络攻击),相关学者提出了基于过滤的抗拒绝服务攻击技术[5]㊁云虚拟机的数据包自动过滤机制[6]等㊂这些基于加密㊁流量监测以及软件测试的安全防护方案能够解决一部分安全威胁㊂然而,相关工作仍然存在以下四个方面的不足㊂1)这些防护方案仅能解决云计算某一方面的安全问题,如数据安全或应用安全,难以从整体上消除云计算所面临的安全威胁㊂2)这些防护方案大部分仅能对已知的安全威胁做到有效防御,遇到未知的安全威胁时,已有的防护方案往往收效甚微㊂3)基于软件检测的防护方案需要由云计算平台或云服务提供商对软件进行检测和评估,而实现这类防护方案的前提是云计算平台和云服务提供商具有很高的软件漏洞检测水平以及恶意软件检测水平,而这一点在实际的商业云环境中往往难以达到㊂4)上述方案实现的前提是云服务提供商本身应当是良性而非恶意的,即云计算平台不会窃取用户隐私或欺骗用户,为用户提供恶意的云服务,而这一点在实际的生产环境中也是很难达到的㊂为了从根本上解决云计算所面临的安全威胁,学术界结合可信计算技术与云计算技术,提出了可信云计算的概念[7],即从云计算的底层开始确保云计算基础设施的安全性,一级度量一级,一级信任一级,最终确保云计算从IaaS层到SaaS层的整体安全㊂本文将从云计算所面临的安全威胁以及可信云的发展入手,分析可信计算技术在确保云计算安全性中的作用,并对现有的可信云计算技术进行分析与总结,最后分析可信云计算所面临的挑战以及可能的解决方案㊂1㊀云计算环境面临的安全威胁云计算综合利用分布式计算㊁虚拟化㊁服务外包等技术,在获取诸多优势的同时,也在无形之中拓展了攻击平面㊂由于云计算环境基于虚拟化构建,因此在一个物理机上通常存在属于不同用户的云主机,这一特性使得云计算环境不仅需要考虑传统计算环境所面对的安全威胁,还需要考虑不可信的管理员以及恶意的云用户所带来的安全威胁㊂同时,由于云计算环境特有的物理环境以及网络拓扑结构,针对传统安全威胁的解决方案在云计算环境下并不适用㊂因此,云计算安全解决方案的关键是针对传统安全威胁和云环境特有的安全威胁来构建适用于云计算环境的解决方案㊂云计算面临的安全威胁如表1所示㊂表1㊀云计算面临的安全威胁Table1㊀Security threats to cloud computing威胁层次威胁类型威胁示例IaaS外部威胁SQL注入㊁DDoS㊁平台渗透内部威胁虚假服务㊁资源窃取㊁共存攻击PaaS破坏机密性管理者窃取数据㊁侧信道攻击破坏可用性DoS攻击㊁资源抢占攻击SaaS破坏机密性管理者窃取用户隐私破坏可用性恶意的SaaS提供商破坏用户终端,提供虚假业务1.1㊀针对IaaS层的安全威胁云计算在IaaS层所面临的安全威胁大致可分为传统安全威胁以及云计算环境特有的安全威胁,而云计算环境特有的安全威胁又可分为恶意的hypervisor/管理员带来的安全威胁以及恶意的云用户带来的安全威胁㊂1.1.1㊀外部安全威胁㊀来自外部的攻击者通常会利用云平台漏洞㊁网络防护不足等安全缺陷发起攻击,窃取机密信息㊁破坏数据的完整性以及服务的可用性㊂这类攻击并非云计算环境所特有的,而是在计算机系统中普遍存在,在一般的计算机系统中针对这类攻击已有成熟的解决方案,但并非所有的解决方案都适用于云计算环境㊂Liao等[8]于2016年利用云主机廉价以及易于部署的特点,在云计算环境中构建挂马网站㊁钓鱼网站以及DDoS攻击载体实现多种网络攻击,这种攻击方式一般将恶意服务部署在处于不同地理位置的云主机中,使得云计算环境难以对其进行集中安全检测与防护㊂Wu等[9]于2017年针对云计算环境构建了一个SQL注入的攻击场景,并就SQL注入对云计算环境数据完整性的影响进行分析㊂Cojocar等[10]在2020年提出利用rowhammer漏洞来实现提权,进而对用户数据进行操纵攻击㊂袁枫等[11]提出利用提权漏洞对微软Azure云计算环境进行渗透,进而对用户数据进行窃取㊁删除或篡改攻击㊂2㊀第4期张立强,等:可信云计算研究综述1.1.2㊀内部安全威胁㊀随着公有云计算环境的普及,来自云计算环境内部的安全威胁不断增加,并日渐成为云计算环境所面临的主要安全威胁㊂按照威胁来源,源自内部的安全威胁又可分为源自不可信管理员的安全威胁和源自恶意云用户的安全威胁㊂不可信管理员利用其拥有的特权窃取或破坏云租户的数据或通过提供虚假的服务(fraudu-lent resource consumption,FRC)使云租户 花冤枉钱 ㊂FRC攻击最早是由Idziorek等[12]提出的,其目标是剥夺云租户对其购买资源的消费能力㊂来自恶意云租户的安全威胁通常有两种:共存攻击和资源窃取攻击㊂共存攻击通常是利用虚拟机逃逸或边信道攻击来获取邻近虚拟机的隐私信息㊂在2009年,Ristenpart等[13]首次提出基于侧信道的虚拟机共存攻击,该攻击利用不同虚拟机之间共享数据cache这一特性,在亚马逊EC2服务器上成功构建了带宽为0.2b/s的时序侧信道㊂在资源窃取攻击中,攻击者通过大量占用某类资源,使得相邻用户云主机中的任务因得不到足够资源而被迫停止执行,终止任务所获得的资源则被攻击者所获取㊂Gao等[14]于2019年提出利用攻击抢占同一虚拟机中不同容器的性能,并在亚马逊EC2云主机上进行实验,发现攻击者容器运行效率可提升60%㊂1.2㊀针对PaaS层的安全威胁相比于IaaS层,用户对PaaS层服务的控制能力更小㊂因此,相比于IaaS层的安全威胁,PaaS层来自外部的安全威胁和其他用户的安全威胁较少,更多的安全威胁来自于不可信的云计算供应商本身㊂随着容器技术的成熟,基于容器技术的微服务模式成为PaaS层服务的主流模式,容器安全也逐渐成为PaaS层的核心安全问题㊂1.2.1㊀针对PaaS层机密性的安全威胁㊀这类攻击来源有两种:不可信的PaaS层供应商对用户数据的窃取和其他恶意用户对受害者数据的窃取㊂Zhang 等[15]于2014年提出一种基于侧信道的跨用户信息窃取攻击,该攻击能够对PaaS层数据的保密性和用户隐私构成威胁,为验证攻击方案的可行性,构建了攻击示例,并利用该示例获取到PaaS层其他用户网站信息,包括网购平台账号信息㊁购物车信息等㊂1.2.2㊀针对PaaS层可用性的安全威胁㊀这类攻击通常是由处于同一虚拟机中的恶意用户对其他用户的服务发起攻击㊂随着容器技术的兴起,微服务模式开始在PaaS层流行起来,而恶意用户对其他用户微服务的破坏或资源抢夺就成了PaaS层云服务可用性的主要威胁㊂Houdini攻击就是利用同一虚拟机中各容器之间抢占CPU㊁网络带宽等资源实现的一种DoS攻击,使得受害者容器内的微服务无法正常执行㊂Vissers等[16]于2015年提出一种针对PaaS 平台的DDoS攻击,该攻击能绕过基于云的ip混淆防护,从而对受害者的真实主机实现DDoS攻击㊂1.3㊀针对SaaS层的安全威胁SaaS层服务需要面对的安全威胁包括对用户隐私的窃取以及对服务可用性的攻击㊂在SaaS层,用户不仅需要面对因外部的安全威胁而泄露隐私的风险,还需要面对不可信的云服务本身窃取用户数据隐私的风险㊂1.3.1㊀针对SaaS层机密性的安全威胁㊀Rehman 等[17]认为,SaaS层面对的主要安全威胁之一是用户隐私的泄露㊂目前,SaaS层服务通常以终端应用的方式实现,不合理的访问控制机制使得应用获得远超服务所需的权限,进而窃取用户隐私㊂Zuo等[18]发现,将云主机作为服务器后台的应用会由于对用户认证信息不合理的管理以及对用户权限的错误配置而导致用户隐私泄露㊂1.3.2㊀针对SaaS层可用性的安全威胁㊀Aime 等[19]认为,对SaaS层可用性的安全威胁主要来自于不可信的服务提供商㊂不可信的服务提供商可能会篡改用户数据或为用户提供虚假服务,例如恶意的搜索引擎会给用户返回错误的㊁含有恶意文件的搜索结果㊂Guillén等[20]对SaaS层安全威胁进行了更系统的研究,认为SaaS层主要的安全威胁包括恶意应用通过网络攻击受害者终端㊁恶意应用直接攻击受害者的底层终端以及恶意代理窃取用户信息等,这些攻击均来源于不可信的服务提供商㊂2㊀可信云计算的概念面对虚假服务㊁资源窃取㊁共存攻击等云计算环境特有的安全威胁,基于加密和软件检测的安全防护技术难以提供有效的解决方案㊂因此,学术界提出将可信计算技术与云计算相结合,通过构建信任链的方式从根本上解决云服务所面临的安全问题㊂2.1㊀可信计算可信计算的概念[21]于1985年提出,旨在确保计算机系统和网络空间整体的安全可信㊂可信计算的基本思想[22]是:在计算系统底层中创建一个可信基,基于可信基构建信任链,通过信任链传递确保系统整体的可信性㊂目前,可信计算的主流实现方式是在硬件底层构建一个可信基,由硬件可信基对操作系统内核进3郑州大学学报(理学版)第54卷行度量,以此来实现信任链的传递㊂在国外,由可信计算组织(trusted computing group,TCG)提出的可信平台模块构建标准[23]正是这种思想的典型代表;在国内,基于此思想制定了以可信加密模块为核心的‘可信计算密码支撑平台功能与接口规范“[24]系列标准㊂近年来,国内外可信计算研究工作层出不穷,可信计算技术得到了长足的发展㊂基于TPM,IBM提出了一种适用于PC和服务器的IMA度量框架[25],该框架能在程序加载时对其进行度量,但其缺陷是系统效率较低,且无法度量程序运行时的完整性㊂为此,Davi 等[26]于2009年提出一种基于TPM的程序动态完整性验证机制DyIMA,该方案能够实现高效㊁动态的程序完整性验证,将信任链有效地扩展到了软件层㊂2.2㊀可信云计算由于云环境的外包特性,云环境中数据以及计算实体的所有者㊁管理者㊁使用者往往并非一体㊂对于云用户来说,云计算环境是一个黑盒,云用户仅能获得其申请服务的最终结果,用户完全无法得知云计算环境对数据的处理是否安全可靠,云计算环境传递给用户的计算结果是否真实,云计算环境由此产生了一系列新的安全问题,如虚假服务㊁隐私窃取等㊂因此,确保云环境安全的关键就是实现可信云计算环境㊂可信云计算的概念最初是由Santos等[7]提出的,其将可信计算中远程证明和信任链传递的思想引入云计算,旨在云计算中构建完整的可信环境㊂杨健等[27]提出基于现有可信计算技术,在云环境中建立可信计算基,以保护云计算环境的机密性㊁完整性㊂总之,可信云计算实现的总体思路就是将现有的可信计算技术应用到云计算环境中,但这种应用不是简单的复制和移植,相比于传统的可信计算技术,可信云计算在实现时还需要考虑如下一些额外的安全问题㊂1)如何判断基础设施提供商是否可信?2)如何在其他云租户不可信的情况下确保正常用户服务是安全可信的?3)如何在管理员不可信的情况下确保云计算的过程是可信的?上述这些问题也是实现可信云计算的关键问题㊂3㊀可信云计算技术的发展目前在学术界,实现可信云计算环境的主流思想主要有三种,即基于虚拟化可信基的可信云计算技术,基于可信执行环境的可信云计算技术,基于第三方认证的可信云计算技术㊂可信计算技术提出的初衷就是在整个计算机系统中构建一个自下而上的信任链㊂然而,具体到云计算环境,可信计算从定义到实现相比于传统的服务器环境又有些许不同㊂其一,云计算环境中 一切皆服务 ,用户所使用的资源和所执行的操作皆以服务的方式实现㊂因此,可信云计算技术不仅要保证云计算环境中的数据可信和行为可信,还要保证服务可信㊂其二,因云计算的外包特性,云计算用户对底层软硬件不具备控制权限,当云计算服务商或其他的云计算用户不可信时,云计算用户所使用资源与所购买服务的安全性往往难以得到保障㊂因此,可信云计算技术在实现时就应当考虑在系统管理员不可信的前提下如何确保用户所购买资源或服务的可信性㊂3.1㊀基于虚拟化可信基的可信云计算技术虚拟化可信基的典型应用是vTPM㊂vTPM的概念最早是由Perez等[28]于2006年提出,其主要结构如图1所示㊂图1㊀vTPM的主要结构Figure1㊀The main structure of vTPM王丽娜等[29]提出一种基于信任扩展的可信虚拟执行环境构建方法,然而该工作存在的关键问题是难以确保系统管理员的可信性㊂Li等[30]提出多租户可信计算环境模型(multi-tenancy trusted com-puting environment model,MTCEM),该模型明确了IaaS层用户和云服务提供商的安全职责㊂MTCEM利用可传递的可信机制构建可信计算平台,使用远程证明机制确保用户虚拟机的机密性㊂尽管该方案利用TPM和可信第三方保证了云平台本身的可信性,但该方案未能有效地利用TPM对用户虚拟机进4㊀第4期张立强,等:可信云计算研究综述行保护,攻击者依然能够对虚拟机的状态进行破坏,进而破坏虚拟机中服务的完整性和有效性㊂为此, Varadharajan等[31]提出基于属性的认证模型,利用TPM在用户虚拟机上建立信任链,确保用户虚拟机不会被篡改,保证了虚拟机执行事务的完整性和有效性㊂通过对上述研究工作的分析,发现已有的方案还存在一些值得改进的地方,主要表现在以下两个方面㊂1)vTPM与物理TPM之间的映射缺乏安全保护㊂现有的安全机制缺乏对vTPM和物理TPM之间映射的防护,攻击者可能通过篡改虚拟PCR寄存器破坏虚拟机的可信基㊂因此,如何确保物理TPM和vTPM之间映射的安全性将是未来一段时间的研究热点㊂2)vTPM难以在虚拟机迁移时对虚拟机进行安全防护㊂在虚拟机迁移过程中,vTPM需要结束与原物理机的映射,并与迁移后的物理机的TPM构建新的映射㊂因此,在迁移过程中,攻击者可能窃取虚拟机中的数据,或者使虚拟机与不安全的物理机进行映射㊂如何利用vTPM实现虚拟机的可信迁移将是未来一段时间的研究重点和难点㊂3.2㊀基于可信执行环境的可信云计算技术可信执行环境是CPU内的一个安全区域,它运行在一个独立的环境中且与操作系统并行运行㊂基于可信执行环境构建可信云计算的目的是确保在云计算平台管理员/hypervisor不可信的情况下,云计算环境依旧可以为用户提供可信的服务㊂Schuster 等[32]提出了基于可信执行环境的云平台模型 VC3 ,该模型利用Intel SGX技术,在云平台实现一种保密的MapReduce计算模型,使得用户能够在云平台执行加密的计算任务,同时能够保证计算结果的完整性㊂该工作有效地保护了应用层计算任务的保密性和完整性,美中不足的是该工作在enclave 中不允许执行系统调用㊂因此,该方案难以保证系统调用的安全性㊂为了弥补VC3方案难以对系统调用进行保护的缺陷,Arnautov等[33]提出了基于SGX的可信容器模型 SCONE ,该模型通过在SGX 中构建可与系统进行交互的容器,实现SGX对系统调用的保护㊂利用可信执行环境构建可信云环境存在以下一些共性的问题㊂1)目前商用化的可信执行环境所能够使用的软硬件资源较为有限,现有的可信执行环境仅能对一些关键的数据㊁基础的应用进行防护,或者对复杂应用的关键部分进行防护㊂如何扩大商用可信执行环境在云计算中的安全防护边界将是未来一段时间的研究重点㊂2)由于可信执行环境本身难以对非传统的攻击方式(如比特翻转㊁侧信道攻击)进行防护,因此基于可信执行环境构建的可信云服务也难以抵抗这种攻击㊂3.3㊀基于第三方认证的可信云计算技术使用可信第三方建立可信云计算的主要思想是建立一个第三方的权威认证中心,提供对用户的身份认证㊁数据传输㊁计算服务等的监控㊂Zissis等[34]提出利用可信第三方实现云用户的数据加密㊁用户远程认证等功能,保护用户数据的机密性和完整性㊂Santos等[7]提出利用可信云计算平台来确保云服务的有效性以及云用户数据的机密性和完整性,该方案利用可信协调中心管理云中所有节点,其创新点在于将认证端和管理端拆分开来,云计算平台针对虚拟机的任意行为都需要向可信第三方的协调中心进行认证㊂然而,由于云计算平台对虚拟机执行的任何操作都需要可信第三方的认证,这就必然导致云计算平台性能的显著下降㊂为了解决上述问题, Wang等[35]提出一种直接匿名认证和隐私证书分发方式,减少了可信第三方的认证频率,进而降低了云计算平台的性能损耗㊂现有的方案主要存在以下一些不足之处㊂1)由于利用可信第三方实现的可信云计算平台在执行操作之前需要向可信第三方进行认证,因此在可信云平台执行用户任务和管理虚拟机的过程中,不可避免地会产生通信开销和性能损耗㊂如何在利用可信第三方实现远端认证的同时,尽可能地降低远端认证所带来的性能损耗将是未来的研究重点㊂2)当恶意的云计算用户利用侧信道攻击(如co-residence攻击)窃取信息时,基于可信第三方的可信云平台既无法进行检测也无法进行防护㊂如何利用可信第三方实现对云平台侧信道的检测与防护将成为未来研究的难点之一㊂3.4㊀可信云计算尚未解决的问题目前,可信云计算技术已基本走向成熟,然而可信云计算在解决大量云计算环境安全问题的同时,还有一些安全问题在可信云计算环境中尚未出现成熟的解决方案,这些安全问题也是可信云计算接下来需要进行研究的关键㊂3.4.1㊀云主机的安全迁移㊀云主机的安全迁移从云计算技术建立之初就是安全研究人员重点关注的5郑州大学学报(理学版)第54卷目标之一㊂由于云计算具有使用者和管理者分离的特性,云主机的迁移对云租户而言相当于一个黑盒过程,因此在迁移过程中用户数据的机密性难以得到保证㊂又由于迁移的虚拟机结构较为复杂,使得对迁移后云主机的完整性校验难以实现,因此迁移后云主机的完整性也难以保证㊂为解决上述问题,安全研究人员提出了一系列解决方案[36]㊂Wall等[37]提出了基于加密的云主机可信迁移技术来保证云主机迁移过程中的机密性,然而该方案成立的前提是基础设施供应商本身就是安全可信的,而这一点在公有云环境中恰恰是最难以保证的㊂为了在云服务提供商/管理者不可信的前提下实现云主机的可信迁移,Gu等[38]提出基于SGX的云主机可信迁移方案,然而该方案依旧存在一些不足之处:首先,SGX中enclave容量有限,难以支撑大范围的数据迁移,该方案仅能对一些关键数据进行保护;其次,该方案难以确保云主机迁移后状态的完整性[39]㊂因此,云主机的可信迁移仍然是今后一段时间的研究重点㊂3.4.2㊀对恶意云用户的有效检测㊀对合法的云服务提供商,尤其是云基础设施提供商而言,在不破坏用户隐私的情况下检测云用户是否合法也是一件极为困难的事情㊂为确保用户隐私,合法的云服务提供商不会主动监控用户主机中的行为或者窥探用户的隐私数据,这就使得大量恶意用户利用云计算环境实现大规模的网络攻击,如DDoS攻击[40]㊁僵尸网络[41-42]㊁共存攻击[43]等㊂为解决上述问题,安全研究人员提出了诸多基于非安全行为分析的恶意用户检测方案,如基于异常资源占用的共存攻击检测[44],基于异常流量分析的DDoS检测[45]等㊂然而,这些方案仅能对恶意用户的部分行为进行检测,无法全面检测恶意用户的非法行为,更难以做到有效的预防㊂近年来,随着零信任概念的提出,针对零信任环境的访问控制模型应运而生,如基于上下文的访问控制[46],结合代理重加密的基于属性的细粒度访问控制[47]等㊂上述方案旨在零信任网络中实现通信双方的动态访问控制,以保证在不破坏用户隐私的前提下对用户的行为进行限制㊂这些访问控制机制为恶意云用户的检测与预防提供了一定的解决思路,但该问题仍会是今后一段时间的研究难点㊂4㊀应用可信云计算提升云计算安全现有的安全解决方案在面对云计算的安全威胁尤其是来自内部的安全威胁时,往往难以确保用户所使用资源与服务的可信性,而可信云计算技术通过在整个云计算环境中构建信任链,能够有效地抵御上述安全威胁,尤其是来自内部的安全威胁对云计算环境保密性㊁完整性㊁可用性的破坏㊂本文将从云计算各层次入手,分析可信云计算技术在确保云计算环境安全性中的作用㊂4.1㊀可信云技术在保护IaaS层安全性中的作用IaaS层面临的主要安全威胁包括外部攻击者对云用户数据机密性㊁完整性和云服务可用性的破坏,以及不可信的云服务提供商对用户隐私的窃取㊂接下来将讨论可信云技术在解决上述安全问题时的作用㊂虚拟机是IaaS层的重要组成部分,确保虚拟机在整个生命周期内的可信性是实现云平台可信的基础㊂Szefer等[48]提出将虚拟机所需资源从hypervi-sor控制中剥离出来,并为每个虚拟机单独构建可信基的方法,消除针对hypervisor的攻击平面以及恶意hypervisor对云服务的安全威胁,使得即使IaaS层hypervisor不可信,用户虚拟机中的数据也不会受到攻击者的窃取或恶意篡改㊂当虚拟机发生迁移后,确保虚拟机数据和状态的完整性是可信云计算技术需要解决的关键问题㊂Soriente等[49]利用SGX技术以及拜占庭同步机制,在云环境中实现了一种可部署㊁可撤销㊁可转移的可信执行环境机制,使得用户能够在不同的物理机中部署相同的enclave,以实现虚拟机的安全转移㊂Gu 等[38]提出一种基于SGX的可信云平台虚拟机迁移方案,使得存在enclave的虚拟机能够在hypervisor 不可信的云环境中实现虚拟机的可信迁移,同时不会破坏enclave的安全防护机制㊂4.2㊀可信云技术在保护PaaS层安全性中的作用随着容器技术的逐渐成熟以及微服务的日渐兴起,产业界出现将部署在IaaS层的服务转变为部署在PaaS层微服务的趋势㊂与此同时,针对PaaS层的安全威胁,尤其是针对容器技术和微服务的安全威胁日渐增多,容器安全成为PaaS层安全的研究重点㊂此外,将容器的属性与现有的可信云技术相结合产生的云原生安全技术也成为云安全新兴的研究热点㊂可信云计算通过将系统的可信链扩展到容器内部,来保证容器内数据的机密性㊁完整性和微服务的完整性㊁可用性㊂为保护微服务中数据的机密性㊁完整性,Preuveneers等[50]提出基于多租户的微服务访问控制机制,使得用户㊁服务提供商均能够合法地访问微服务㊂该方案包括对多个利益相关者进行授权6。
可信计算机技术与应用综述
可信计算机技术与应用综述武汉大学计算机学院 张焕国 罗 捷 金 刚 朱智强摘 要 可信计算是当前信息安全领域的一个新潮流。
该文综合介绍国内外可信计算机技术与应用的发展。
关键词 计算机 可信计算 可信计算机 信息安全一、从确保源头微机的安全做起２１世纪是信息时代。
一方面，信息技术和产业高速发展，呈现出空前繁荣的景象；另一方面，危害信息安全的事件不断发生，形势是严峻的。
信息安全事关国家安全、社会稳定。
因此，必须采取措施确保我国的信息安全。
确保信息安全要从微机源头做起。
据美国安全杂志“ＳＥＣＵＲＥ ＣＹＢＥＲＳＰＡＣＥ”调查，８９％的用户安装了防火墙，６０％的用户安装了入侵检测系统，但其中仍有９０％用户的系统安全受到破坏。
另据统计，８０％的信息安全事故为内部人员或内外勾结所为，其中很多问题都是微机结构和操作系统不安全引起的。
人们已经认识到，大多数安全隐患来自于微机终端，因此确保源头微机的安全是重要的，必须从微机的结构和操作系统上解决安全问题。
这样，绝大多数不安全因素将从终端源头被控制。
众所周知，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，从信息系统的整体上采取措施，才能比较有效地确保信息系统的安全。
对于应用最广泛的微机系统，只有从芯片、主板等硬件结构和ＢＩＯＳ、操作系统等底层软件做起，综合采取措施，才能比较有效地提高微机系统的安全性。
二、可信计算机技术的发展１、可信计算机技术的发展可信计算机技术已经经历了从初级到高级的发展历程。
（１）初级阶段早在计算机发展的初期，人们就开始重视可信电路（ｄｅｐｅｎｄａｂｌｅ ｃｉｒｃｕｉｔ）的研究。
那个时候对计算机安全性的理解主要是硬件设备的安全，而影响计算机安全的主要因素是硬件电路的可靠性，因此研究的重点是电路的可靠性，并把高可靠性的电路称为可信电路。
（２）中级阶段１）彩虹系列的出现１９８３年美国国防部制定了世界上第一个《可信计算机系统评价准则》ＴＣＳＥＣ（Ｔｒｕｓｔｅｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｅｖａｌｕａ－ｔｉｏｎ Ｃｒｉｔｅｒｉａ）。
可信计算综述
可信计算研究综述1.前言在各种信息安全技术措施中，硬件结构安全和操作系统安全是基础，密码和访问控制等技术是关键技术．只有从整体上采取措施，特别是从底层采取措施，才能比较有效地解决信息安全问题．多年来人们一直希望从底层芯片等硬件上综合采取措施，这样才能有效地提高系统的安全性．只有这样，绝大多数不安全因素才能从源头上得到控制，系统安全才可能真正实现，如何保证终端平台的安全是网络环境中信息安全领域的一个重要课题。
传统依靠病毒防护、防火墙、入侵检测为基础的终端安全体系已无法从根本上解决终端平台的安全问题。
究其原因，主要是由于现有的终端平台软硬件结构简单，导致资源可以被任意占用，终端平台对执行代码不检查一致性，对合法用户没有严格的访问控制，病毒程序可以轻易将代码嵌入到可执行代码中，黑客利用被攻击系统的漏洞窃取超级用户权限，从而导致了各类信息安全和网络安全事件的层出不穷。
如果可以从终端平台的源头实施高级防范，这些不安全的因素可以被有效控制。
可信计算的思想就是由此产生。
由Intel、Compaq、HP、IBM、Microsoft 于1999年10月发起成立了一个“可信计算平台联盟”(Trusted computing Platform Alliance，TCPA)，并提出了“可信计算”的概念，力图利用可信技术构建一个通用的终端硬件平台，2001年1月TCPA发布标准规范(V1.1)，2003年TCPA改组为可信计算组织(TCG),成员迅速扩大为近200家。
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。
本文综述可信计算技术的研究现状，分析该领域的研究热点。
具体的组织方式是：本章引言说明了可信计算技术的历史发展及现状，第二章主要说明可信计算系统的体系结构，第三章是TPM的开源应用开发环境，第四章举例说明了可信计算平台的一种应用，第五章则分析了可信计算领域的研究热点，第六章是全文的总结。
信息安全中的可信计算技术研究
信息安全中的可信计算技术研究信息安全是现代社会发展过程中不可或缺的一部分。
随着信息技术的迅速发展，人们对于信息安全的需求也越来越迫切。
然而，传统的安全技术已经不能满足人们对于信息安全的要求，于是可信计算技术应运而生。
本文将讨论信息安全中的可信计算技术研究的发展和应用。
一、可信计算技术的概述可信计算技术是指通过硬件、软件和协议等手段，保护计算机系统的完整性、机密性和可用性的一种技术。
它可以确保计算机系统在遭受恶意攻击、恶意软件入侵或者其他非正常操作时，仍能够保持系统的可信性。
可信计算技术包括多个方面的研究内容，如身份认证、安全传输、数据保护等。
二、可信计算技术的发展历程可信计算技术的发展经历了多个阶段。
最早期的可信计算技术是基于密码学的保密通信技术，其通过加密算法和密钥管理来保证通信的机密性。
然而，随着计算机技术的发展和攻击手段的提升，传统的密码学技术逐渐暴露出安全性较低的问题，于是更加强调计算机系统的可信性。
在此基础上，出现了可信计算的概念，并且研究者们开始探索如何在不信任的环境中保证计算机系统的可信性。
三、可信计算技术的核心问题可信计算技术的研究面临诸多核心问题。
首先，身份认证是可信计算技术的基础，它涉及到用户在计算机系统中的身份验证和授权问题。
其次，对于计算机系统的完整性和机密性保护是可信计算技术的关键问题，研究者们需要设计和实现一系列的安全算法和协议来保证系统的可靠性。
此外，可信计算技术还需要解决数据保护和传输的安全性问题，确保在网络传输中数据不被篡改或者泄露。
四、可信计算技术的研究方法在可信计算技术的研究中，研究者们使用了多种不同的方法。
首先，基于密码学的方法是可信计算技术的核心。
通过使用加密算法和密钥管理等手段，可以保证计算机系统在非正常操作时的安全性。
其次，基于硬件的方法也是可信计算技术的重要研究方向。
硬件可以提供更高的可信度，如基于物理随机数生成器的身份认证和基于硬件加密模块的数据保护等。
《2024年可信计算的研究与发展》范文
《可信计算的研究与发展》篇一一、引言随着信息技术的飞速发展，计算设备已深入到社会生活的各个领域，为人们提供了极大的便利。
然而，随之而来的安全问题也日益凸显，尤其是计算设备中的数据安全和隐私保护问题。
为了解决这些问题，可信计算的概念应运而生。
可信计算是一种集成了安全硬件、安全操作系统和安全协议等技术的新型计算模式，旨在提高计算设备的安全性、可靠性和可信任性。
本文将对可信计算的研究与发展进行详细的探讨。
二、可信计算的概念与特点可信计算是一种新型的计算模式，其核心思想是在计算设备中引入安全硬件和安全协议等技术，通过建立全面的安全防护体系，提高计算设备的安全性和可靠性。
其主要特点包括：1. 集成性：可信计算集成了多种安全技术，包括硬件、软件和协议等，形成一个完整的安全防护体系。
2. 动态性：可信计算能够实时监测和评估系统的安全性，对潜在的安全威胁进行动态响应和防御。
3. 隐私保护：可信计算能够保护用户的隐私数据，防止数据泄露和滥用。
三、可信计算的研究现状目前，可信计算已成为信息安全领域的研究热点。
国内外众多研究机构和高校都在进行可信计算的研究和开发工作。
在硬件方面，研究人员致力于开发具有高安全性的芯片和模块，如TPM （可信平台模块）等。
在软件方面，研究人员则致力于开发具有高可靠性和高可用性的操作系统和安全协议等。
此外，研究人员还在不断探索新的安全技术和算法，以进一步提高可信计算的安全性和可靠性。
四、可信计算的应用与发展趋势可信计算在各个领域都有广泛的应用。
在军事、政府、金融等领域，由于涉及到国家安全和商业机密等敏感信息，因此对计算设备的安全性要求较高，可信计算得到了广泛的应用。
此外，在云计算、物联网等领域，由于涉及到大量的数据共享和传输，因此也需要采用可信计算技术来保障数据的安全性和可靠性。
随着技术的不断发展，可信计算将呈现出以下发展趋势：1. 集成化：可信计算将更加注重各种安全技术的集成和融合，形成更加完善的安全防护体系。
浅析计算机系统的可靠性技术论文
浅析计算机系统的可靠性技术论文浅析关于计算机系统的可靠性技术论文前言信息时代的发展是我国未来发展的必然趋势，计算机在不同领域的运用能够有效的提高工作效率，从而促进我国经济的建设和发展。
随着计算机技术的广泛应用，在其发展过程中人们开始逐渐对其系统的可靠性进行研究，以期进一步提高计算机系统的安全性，提高其服务质量。
目前我国在对计算机系统可靠性进行研究中主要以计算机系统的建设为研究对象。
计算机系统设计人员通过对计算及系统进行改进，从而提高计算机系统的可靠性，促进我国计算机时代和信息时代的建设。
1 我国计算机系统可靠性研究现状当前我国计算机学者在对计算机系统进行研究过程中主要从容错手段、避错手段和硬件冗余结构等方面进行研究。
下面我们针对这三方面对其进行分析。
容错手段主要是指计算机硬件系统在进行操作过程中会自动的对系统中的相关错误进行更正，从而使计算机软件系统在其稳定性上更加安全。
目前，我国计算机系统容错手段主要是采用人工程序设定的方式对其系统进行编程，从而在固定的空间和资源内进行容错处理，其处理内容具有一定的局限性。
避错手段主要是指计算机系统硬件在进行程序操作过程中会对系统程序中的错误项目进行删除和排除，从而选择正确的内容进行处理和操作。
其中通过管理人员在设计硬件系统中根据相关材料和材质等方面对其进行设定。
因此，在进行避错手段设定过程中受到相关使用材料和技术手段的限制，从而造成我国计算机系统设定和制作的成本较高。
这在一定程度上为我国计算机系统稳定性的建立带来的难题。
因此，未来对我国计算机系统可靠性进行研究和改善过程中需要进一步对其进行完善。
硬件冗余结构主要是指计算机系统设计过程中通过对其冗余结构的设定能够更好的实现计算机系统的可靠性。
现阶段我国计算机系统冗余结构主要是采用双机结构的方式。
其中利用一个主机进行相关数据和程序的输出控制，利用另一个主机进行辅助操作，如果上一个主机出现问题，则该主机进行进行操作。
《2024年可信计算的研究与发展》范文
《可信计算的研究与发展》篇一一、引言随着信息技术的飞速发展，计算技术在各个领域的应用越来越广泛，而计算安全性的问题也日益突出。
在这样的背景下，可信计算作为一种保障计算安全性的重要手段，受到了广泛的关注和研究。
本文旨在探讨可信计算的研究现状、发展趋势以及未来发展方向。
二、可信计算概述可信计算是一种通过技术手段保障计算过程和结果的可信性、可靠性和安全性的计算模式。
它通过引入信任根、建立信任链、实施信任传播等手段，确保计算过程中的数据和程序不被篡改、窃取或滥用，从而保障计算的安全性和可靠性。
三、可信计算的研究现状目前，可信计算已经成为计算机科学领域的重要研究方向。
国内外众多研究机构和高校都在进行可信计算的相关研究，包括信任根的建立、信任链的构建、信任传播的实现、安全芯片的设计与实现等方面。
同时，随着云计算、物联网等新兴技术的崛起，可信计算的应用场景也在不断扩大。
例如，在云计算中，通过可信计算可以保障云服务的安全性，防止云数据被非法访问和篡改；在物联网中，通过可信计算可以保障物联网设备的互信互认，提高物联网系统的整体安全性。
四、可信计算的发展趋势1. 技术融合：随着信息技术的不断发展，可信计算将与其他技术进行深度融合，如人工智能、区块链等。
这些技术的引入将进一步提高可信计算的效率和安全性。
2. 应用领域扩展：除了云计算和物联网等领域，可信计算还将广泛应用于金融、医疗、工业控制等领域。
在这些领域中，可信计算将发挥越来越重要的作用，提高系统的安全性和可靠性。
3. 标准化和规范化：随着可信计算的广泛应用，相关标准和规范将逐渐形成和完善。
这将有助于提高可信计算的可靠性和互操作性，促进其广泛应用和推广。
五、未来发展方向1. 强化隐私保护：随着人们对隐私保护的关注度不断提高，未来的可信计算将更加注重隐私保护。
通过采用更加先进的加密技术和隐私保护算法，确保用户数据的安全性和隐私性。
2. 智能化发展：人工智能等新兴技术的发展将为可信计算带来新的发展机遇。
可信计算发展综述
万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据第４期程春玲等：一种网格混合认证模型的研究９３１由表ｌ可见，这种混合认证模型充分糅合了严格层次结构模型和分布式信任结构模型的优点，既克服了前者根认证中心的瓶颈效应，又解决了后者在不同信任域的交叉认证中可能存在的不可靠性，是对现有结构模型的改进，具有良好的综合性能。
令机制所存在的易被攻破、安全性和计算性能互相钳制等弱点；在ＣＡ的结构组织上，该模型融合了严格层次结构模型和分布式信任结构模型的优点，具有良好的综合性能。
在混合认证模型中，三级认证服务器之间的交互和协调，以及终端用户的应用功能设计，还有待进一步研究。
参考文献：【１ｌＨＯＵＳＬＥＹＲ，ＰＯＬＫＷ，ＦＯＲＤＷ，ｅｔ越．ＩｎｔｅｒｕｅｔＸ．５０９ＰｕｂｌｉｃＫｅｙＩｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅＣｅｒｔｉｆｉｃａｔｅａｎｄＣｅｒｔｉｆｉｃａｔｅＲｅｖｏｃａｔｉｏｎＬｉｓｔ（ＣＲＬｊＰｒｏｆｄｅ【ＥＢ／ＯＬ】．１２００８—０７—２０１．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．１ｅｆｔ．ｏｒｇ／ｄｃ／ｆｆｃ３２８０．ｔ】ｃｔ．【２】ＴｈｅＧｌｏｂｕｓＡｌｌｉａｎｃｅ．Ｇｌｏｂｕｓｐｒｏｊｅｃｔ【ＥＢ／ＯＬ】．（２００５一０８一１０）ｆ２００８—０８—１０】．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｌｏｂｕｓ。
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《2024年可信计算的研究与发展》范文
《可信计算的研究与发展》篇一一、引言随着信息技术的迅猛发展，计算机和网络已广泛应用于社会各领域，其安全性问题显得愈发重要。
在众多的安全技术中，可信计算技术因其强调从底层构建系统的信任根基，越来越受到关注。
本文将针对可信计算的研究与发展的相关内容，展开深入的探讨。
二、可信计算概述可信计算是一种通过增强硬件和软件的可靠性和安全性来提高系统整体信任度的技术。
其基本思想是通过对计算平台中的硬件、固件、操作系统等各层级的元素进行设计和改进，形成一道安全的防护墙，从而保护用户的数据和隐私。
三、可信计算的研究现状目前，可信计算技术的研究主要集中在以下几个方面：一是硬件安全技术，如CPU的信任根技术、安全芯片等；二是固件安全技术，如固件完整性度量、固件加密等；三是操作系统安全技术，如虚拟化技术、安全内核等。
这些技术的综合应用，可以有效提高系统的整体安全性。
四、可信计算的关键技术（一）硬件安全技术硬件安全技术是可信计算的基础。
CPU的信任根技术可以确保系统的启动和运行都是安全的，而安全芯片则可以保护关键数据和敏感信息。
这些技术的使用可以大大提高系统的安全性和可靠性。
（二）固件安全技术固件是计算机系统中的重要组成部分，它负责系统的启动和初始化等任务。
固件安全技术通过对固件进行加密和完整性度量等手段，防止了恶意软件的攻击和恶意篡改。
此外，一些先进的固件安全技术还具备自修复和自防御能力。
（三）操作系统安全技术操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理和调度各种资源。
操作系统安全技术通过虚拟化技术和安全内核等技术手段，实现了对系统资源的隔离和保护。
同时，这些技术还可以提高系统的可用性和可维护性。
五、可信计算的发展趋势随着云计算、物联网等新技术的快速发展，可信计算的应用前景将更加广阔。
未来，可信计算将更加注重跨平台、跨设备的协同工作能力，以及与其他安全技术的融合应用。
此外，随着人工智能和区块链等新技术的引入，可信计算将更加注重数据的隐私保护和共享机制的构建。
可信计算综述
可信计算文献综述学号：YJX1004023姓名：平佳伟一、引言目前生活中，电脑和网络无处不在，一方面便利了我们的生活，但是随之而来的各种隐患也已经严重威胁到信息安全。
黑客与反黑客，间谍与反间谍是信息安全中永恒的话题。
目前各种网络攻击越来越趋于隐蔽化, 攻击手法趋于复杂化, 并且新的攻击手段不断更新, 传统网络防护技术尽管也在不断发展, 但已显得力不从心。
在最初的信息安全建设中, 人们首先想到的是防止外部攻击以及本地网络安全边界问题, 因而重点采用访问控制、入侵检测、网络隔离和病毒防范等方法来解决信息安全问题。
之后认识到,终端是安全保障比较脆弱的地方, 也是安全解决方案所容易忽视的地方。
以被动防御为主导思想的传统安全技术已经无法抵御现今多种多样的攻击入侵, 仅仅靠传统技术进行防、堵、卡解决不了问题, 更不能有效解决由隐患终端内部引起的安全威胁, 因此提出了可信计算的概念。
可信计算的思想是从内部入手, 从根源上防止各种安全隐患问题的发生。
本文通过对多篇国内国外的论文的阅读，介绍国内外当前发展状况，综合描述了可信计算的相关概念，发展趋势已经与广阔应用前景。
二、可信计算的发展历史1999年，由Intel、惠普、康柏、微软、IBM等业界大公司牵头，成立了可信计算平台联盟(TCPA)。
并提出了“可信计算”(trusted computing)的概念，其主要思路是增强现有PC终端体系结构的安全性，并推广为工业规范，利用可信计算技术来构建通用的终端硬件平台[1]。
2003年4月TCPA改组为可信计算组织(Trusted Computing Group，TCG)，成员也扩大为200多个，遍布全球各大洲。
其目的是在计算和通信系统中广泛使用基于硬件TPM支持下的可信计算平台，以提高整体的安全性。
TCG采用了IBM的TPM技术作为它硬件安全的标准，并于2003年颁布了TCPA／TCG 1.1b规范，2003年11月TCG发布了1．2版TCG／TCPA规范。
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可信计算技术综述08网络工程2班龙振业0823010032摘要：可信计算是信息安全研究的一个新阶段，它通过在计算设备硬件平台上引入安全芯片架构，通过其提供的安全特性来提高整个系统的安全性。
本文简要介绍了可信计算的起源和发展，阐述了可信性的起源与内涵。
着重介绍了各种高可信保障技术，并对目前的应用现状做了总结。
最后，探讨了可信计算的发展趋势。
关键字：可信性；可信计算；可信计算系统；可信计算应用1.可信计算系统的起源和发展计算机和通信技术的迅猛发展使得信息安全的地位日益显得重要。
目前的信息安全技术主要依靠强健的密码算法与密钥相结合来确保信息的机密性、完整性，以及实体身份的惟一性和操作与过程的不可否认性。
但是各种密码算法都并非绝对安全，而且很多用户并不清楚这些密码保护机制如何设置，更重要的是，这些技术虽然在一定程度上可以阻挡黑客和病毒的攻击，但是却无法防范内部人员对关键信息的泄露、窃取、篡改和破坏。
常规的安全手段只能是以共享信息资源为中心在外围对非法用户和越权访问进行封堵，以达到防止外部攻击的目的；对共享源的访问者源端不加控制；操作系统的不安全导致应用系统的各种漏洞层出不穷；恶意用户的手段越来越高明，防护者只能将防火墙越砌越高、入侵检测越做越复杂、恶意代码库越做越大。
从而导致误报率增多、安全投入不断增加、维护与管理更加复杂和难以实施以及信息系统的使用效率大大降低。
于是近年来信息安全学界将底层的计算技术与密码技术紧密结合，推动信息安全技术研究进入可信计算技术阶段。
1999年10月，为了提高计算机的安全防护能力，Intel、微软、IBM、HP和Compaq共同发起成立了可信计算平台联盟(Trusted Computing Platform Alliance，TCPA)，并提出了“可信计算”(t rusted computing)的概念，其主要思路是增强现有PC终端体系结构的安全性，并推广为工业规范，利用可信计算技术来构建通用的终端硬件平台。
2003年4月，TCPA重新改组，更名为可信计算集团(Trusted Computing Group，TCG)，并继续使用 TCPA 制定的“Trusted Computing PlatformSpecifications”。
2003年10月，TCG推出了TCG1.2技术规范。
到2004年8月TCG组织已经拥有78个成员，遍布全球各大洲。
2. 可信计算的概念“可信计算”的概念由 TCPA 提出，但并没有一个明确的定义，而且联盟内部的各大厂商对“可信计算”的理解也不尽相同。
其主要思路是在计算设备硬件平台上引入安全芯片架构，通过其提供的安全特性来提高系统的安全性。
可信计算终端基于可信赖平台模块(TPM)，以密码技术为支持，安全操作系统为核心。
计算设备可以是个人计算机，也可以是 PDA、手机等具有计算能力的嵌入式设备。
“可信计算”可以从几个方面来理解：(1)用户的身份认证，这是对使用者的信任；(2)平台软硬件配置的正确性，这体现了使用者对平台运行环境的信任；(3)应用程序的完整性和合法性，体现了应用程序运行的可信；(4)平台之间的可验证性，指网络环境下平台之间的相互信任。
3. 可信性的起源与内涵3.1 可信性的起源可信计算(Dependable Computing)最早出现于20世纪30年代Babbage的论文“计算机器”中¨。
在20世纪中期出现的第一代电子计算机是由非常不可靠的部件构建的，为确保系统的可靠性，大量切实可行的可靠性保障技术诸如错误控制码、复式比较、三逻辑表决、失效组件的诊断与定位等被用于工程实践中。
J．yon Neumann和c．E．Shannon与他们的后继者则逐渐提出并发展了基于不可靠部件构建可靠系统逻辑结构的冗余理论旧。
1965年，Pierce将屏蔽冗余理论统一为失效容忍(Failure Tolerance)。
1967年，Avizienis与Schneider等人则把屏蔽冗余理论连同错误检测、故障诊断、错误恢复等技术融入到容错系统的概念框架中。
与此同时，国际上也成立了一些可信性研究机构专门研究高可信保障技术，如IEEE·CS TC于1970年成立了“容错计算”研究小组等，它们的成立加速了可信性相关概念走向一致。
Laprie于1985年正式提出可信性(Dependability)以便与可靠性(Reliability)相区别。
同时期，RAND公司、纽卡斯尔大学、加利福尼亚大学洛杉矶分校等探索性地研究了如何综合错误容忍和信息安全防卫于系统设计中。
1992年，Laprie把恶意代码和入侵等有意缺陷与偶然缺陷并列，丰富了可信性的内涵，并在他的著作《Dependability：Basic Concepts and Terminology))中对可信性进行了系统地阐述。
3.2 可信性的内涵可信计算从出现到现在，已经有三十多年的历史了，在它不同的发展阶段中，研究的内容和重点在不断地演变。
直到目前为止，可信性这一概念，还没有达成一个被广泛接受、良好形式化的定义，可称为“Dependability”、“Trustworthiness”、“Hish Confidence”。
相应地，可信计算也有“Dependable’Computing”，“Trusted Computing”和“TrustworthyComputing”等多种叫法，不同的学者从不同的角度和层次对可信性的相关概念和可信计算的发展进行了阐述。
本文中，可信性采用“Dependability”的表述。
简言之，“可信性”指系统在规定时间与环境内交付可信赖的服务的能力。
可信性是一个复杂的综合概念，其中包含了特征属性、降低或损害因素以及提高方式，如图1所示。
3.2.1 系统的可信性说到可信计算，首先必须准确地把握一个概念——信任在计算机应用环境中的含义。
信任是一个复杂的概念，当某一件东西为了达到某种目的总是按照人们所期望的方式运转，我们就说我们信任它。
在Iso／IE c15408标准中给出了以下定义：一个可信的组件、操作或过程的行为在任意操作条件下是可预测的，并能很好地抵抗应用程序软件、病毒以及一定的物理干扰造成的破坏。
因此，一个可信的计算机系统所提供的服务可以认证其为可依赖的。
系统所提供的服务是用户可感知的一种行为，而用户则是能与之交互的另一个系统(人或者物理的系统)。
计算机系统的可信性应包括：可用性、可靠性、安全性、健壮性、可测试性、可维护性等。
3.2.2 特征广义地讲，可信性所包含的特征属性有：可用性(Availability)、可靠性(Reliability)、防危性(Safety)、安全性(Security)、可维护性(Maintainability)，其中安全性又可进一步细分为机密性(Confidentiality)与完整性(Integrity)。
可用性表示系统在给定时间内可运行的概率，它通常用来度量可延迟或短暂停止提供服务而不会导致系统发生严重后果的品质。
可靠性则是指系统在给定的环境及时间区间内连续提供期望服务的能力。
防危性是指系统在给定的时间内不发生灾难性事故的概率，用来度量可继续提供正常功能或以不破坏其他系统及危害人员生命安全的方式中断服务的能力。
安全性是指系统防止敏感信息与数据被未授权用户非法读写的能力，包括防止授权用户抵赖其已进行过的访问。
安全性可进一步细分为机密性与完整性，其中机密性是指系统保护敏感信息与防止数据非法泄露的能力，而完整性则是指系统保持敏感数据一致性的能力。
可维护性是指系统易于修理和可进化的能力。
3.2.3 损害服务是指系统根据用户的输入或其他外部条件而进行的一系列操作。
正确的服务是指正确实现系统功能的服务。
失效(Failure)指系统实际所交付的服务不能完成规定的功能或不能达到规定的性能要求，即正确服务向不正确服务的转化。
系统失效则是指系统的实现未能与系统需求规范保持一致，或系统规范未能完全描述系统本身应具有的功能。
失效的根源是由于系统(或子系统)内部出现了错误的状态，错误到达服务界面并改变服务时便产生失效。
缺陷是导致错误发生的根源，它一般处于静止状态，当缺陷产生错误时，称缺陷被激活。
错误(Error)是指在一定的运行条件下，导致系统运行中出现可感知的不正常、不正确或未按规范执行的系统状态。
错误最终能否导致系统失效由系统组成、系统行为和应用领域决定。
应用于不同领域的系统，错误产生的后果也不尽相同。
因此，系统状态在不同的用户看来，并非都是错误。
缺陷(Fault)是指因人为的差错或其他客观原因，使所设计的系统中隐含有不正确的系统需求定义、设计及实现。
这些缺陷将有可能导致系统在运行中出现不希望的行为或结果。
缺陷是造成错误出现的原因，其来源十分广泛。
缺陷是产生错误的根源，但并非所有缺陷都能产生错误。
通常，缺陷处于静止状态，当缺陷由于系统或子系统在特定环境下运行而被激活时，将导致系统或子系统进入错误的状态，当一个或多个错误进一步在系统或子系统中传播并到达服务界面时，将导致系统或子系统失效。
一部分系统失效是非常危险的，如果这类失效在系统范围内得不到很好的控制，将最终导致灾难性事故发生。
图2为缺陷、错误及失效之间的关系。
3.2.4 可信性保障技术高可信保障技术可分为避错、容错、排错和预错四种。
1)避错。
其目的是尽量避免将缺陷引入系统，主要应用于系统的设计和维护阶段。
在系统的设计阶段，从需求分析、系统定义、系统设计到代码编制，每个步骤都必须最大限度地保证其合理性和正确性，以避免缺陷的引入。
2)容错。
容错是一种通用的可信性保障机制，其目的是使系统在运行中出现错误时能够继续提供标准或降级服务。
容错技术能够处理多种类型的缺陷和错误，如硬件设计缺陷和软件设计缺陷。
通常，容错被分为硬件容错、软件容错和系统容错。
常用的容错方法都包含错误检测、错误处理、错误恢复三个过程，其中错误检测是设计容错系统的关键。
当系统中出现错误状态时，不同的应用需采用不同的错误处理手段，。
3)排错。
其目的是发现错误后及时排除，这一技术通常应用于系统的测试和维护阶段。
通过模拟真实工作环境进行系统测试，发现错误并分析产生错误的原因，然后改进系统以消除、减少错误的产生。
在高可信的软件开发过程中，测试开销要占80％以上，这充分体现了测试的重要地位。
4)预错。
其目的是预测系统内与错误相关的各个方面，以保证满足规定的标准。
在系统的运行过程中，系统可以通过分析当前所获得的系统状态信息，预测可能发生的错误。
并采取措施加以避免。
这一技术必须依靠正确的系统状态分析，也是该类技术实施时最难以解决的问题。
4. 可信计算的应用可信性是一个复杂的概念，对它的研究，还依赖于不同的应用场合需求。