信息系统安全第四讲可信计算
信息安全中的可信计算与加密算法研究
信息安全中的可信计算与加密算法研究在当今数字化时代，信息安全问题越来越受到人们的关注。
为了保护信息的安全性和隐私，可信计算与加密算法是关键的研究领域。
本文将从两个方面介绍信息安全中的可信计算和加密算法，并探讨它们对于信息安全的重要性。
首先，我们将探讨可信计算在信息安全中的作用。
可信计算是一种以保护数据隐私和确保计算结果正确性为目标的技术。
在云计算和大数据应用广泛的背景下，可信计算可以有效地解决数据共享和外包计算等问题。
通过可信计算，数据所有者可以将数据加密并将其发送到云服务器上进行计算，而无需泄露数据的具体内容。
云服务器只提供计算服务，并返回计算结果给数据所有者。
这种方式有效防止了数据泄露的风险，提高了数据的安全性和隐私性。
其次，加密算法对于信息安全的重要性不言而喻。
加密算法是信息安全的基础，通过对信息进行加密，可以有效防止未经授权的访问和窃听。
加密算法基于数学原理和密码学技术，将明文转化为密文，在传输过程中只有掌握密钥的接收方才能解密并获取明文。
目前常用的加密算法包括对称加密算法和非对称加密算法。
对称加密算法使用相同的密钥进行加密和解密，速度快但密钥分发不方便；非对称加密算法使用公钥和私钥进行加密和解密，安全性更高但性能消耗较大。
同时，还有哈希算法和消息认证码等用于保证数据完整性和身份验证的加密相关技术。
在信息安全领域，还有一些较新的加密算法和技术值得关注。
例如，同态加密算法可以在加密状态下进行计算，而无需解密数据。
这种算法在云计算和大数据隐私保护中具有重要应用。
另外，量子密码学作为一种基于量子力学原理的加密技术，可以抵抗未来量子计算的攻击，对于保护重要信息的安全性具有重要意义。
然而，在可信计算和加密算法的研究与应用中，仍存在一些挑战和问题。
首先，可信计算面临着隐私保护和计算效率的平衡问题。
如何在确保数据隐私的前提下提高计算的效率，是亟待解决的难题。
其次，加密算法需要不断更新和改进，以适应日益复杂和高级的安全威胁。
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。
可信计算简答题
可信计算简答题
可信计算是一种旨在保护计算机系统中数据和程序的安全性和完整性的技术。
它通过使用硬件、软件和协议等多种手段来确保计算过程的可信性，防止恶意攻击和未经授权的访问。
在可信计算中，硬件是安全的基石之一。
通过使用特殊的安全芯片，可信计算可以提供物理级别的保护。
这些芯片可以生成和存储密钥，用于加密和解密数据，同时还可以监控和检测系统的运行状态。
另外，硬件还可以提供防篡改的功能，确保系统的完整性。
软件也是可信计算的重要组成部分。
通过使用安全操作系统和应用程序，可信计算可以防止恶意软件的入侵。
安全操作系统可以提供访问控制、身份认证和数据加密等功能，确保只有经过授权的用户才能访问系统资源。
同时，应用程序的开发也需要遵循一定的安全编码规范，以防止常见的漏洞和攻击。
协议是实现可信计算的另一个关键因素。
通过使用安全协议，可信计算可以确保数据在传输过程中的保密性和完整性。
例如，SSL/TLS 协议可以在客户端和服务器之间建立安全的通信通道，保护用户的敏感信息不被窃取或篡改。
除了上述的技术手段，可信计算还需要一些管理措施来确保系统的
可信性。
例如，需要进行定期的安全审计，监控系统的运行状态并及时发现和修复安全漏洞。
此外，还需要建立合适的身份认证和访问控制机制，以防止未经授权的用户访问系统资源。
总之，可信计算是一种综合性的技术体系，旨在确保计算机系统中数据和程序的安全性和完整性。
通过使用硬件、软件、协议和管理措施等多种手段，可信计算可以有效地防止恶意攻击和未经授权的访问，保护用户的隐私和数据安全。
网络信息安全的可信计算与认证
由于技术复杂性和实现难度，现有的可信计算技术仍存在 一定的漏洞和缺陷，容易被黑客利用进行攻击。
法律法规与标准的不完善
目前，针对网络信息安全的法律法规和标准尚不完善，导 致在处理相关安全事件时缺乏明确的指导和依据。
解决方案与建议
加强技术研发与创新
鼓励企业和研究机构加强在可信计算技术领域的研发与创新，提高技术的安全性和可靠 性。
企业网络信息安全政策
企业网络信息安全政策
企业根据国家法律法规和行业标准制定的内部信息安全管理制度 ，旨在确保企业信息资产的安全和机密性。
员工网络使用规范
规定员工在使用公司网络和设备时应遵守的规则和要求，包括禁止 访问非法网站、禁止泄露敏感信息等。
供应商管理政策
规定企业应如何管理和控制供应商在网络信息安全方面的风险，确 保供应商符合企业的信息安全要求。
建立完善的安全管理制度
企业应建立完善的安全管理制度，定期进行安全漏洞扫描和风险评估，及时发现并修复 潜在的安全隐患。
加强国际合作与交流
在全球化的背景下，网络安全问题具有跨国性。各国应加强合作与交流，共同应对网络 安全挑战，推动相关法律法规和标准的制定和完善。
THANKS
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物联网安全
设备身份认证
对物联网设备进行可信身份认证 ，确保设备的合法性和可信性， 防止伪造或恶意设备接入网络。
数据传输安全
通过可信计算技术保护物联网设备 之间的数据传输安全，确保数据的 机密性和完整性。
远程管理安全
对物联网设备的远程管理功能进行 安全加固，防止远程管理通道被攻 击或滥用。
区块链安全
人工智能与机器学习的应用
人工智能和机器学习技术在信息安全领域的应用将更加广泛。通过机器学习算法，可以对 网络流量和用户行为进行实时监测，及时发现异常并采取相应的防护措施。
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。
第四课 可信计算机系统评价 信息安全体系结构课件
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安全要求共分三大类
• 策略（policy） • 可追究性（accountability） • 保障（assurance）
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策略
• 要求一：安全策略——系统必须执行一个清晰定义的 、明确的安全策略。给定了确定的主体和客体后，系 统要根据一定的规则来判断主体是否有权访问客体。 计算机系统必须强制执行安全策略，以实施这些访问 规则。
• 13. NCSC-TG-008,《可信系统的可信分发理解指南》 （深紫皮书）
• 14. NCSC-TG-009,《TCSEC的计算机安全子系统解 释》（威尼斯蓝皮书）
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• 15. NCSC-TG-010,《可信系统中建立安全模型理解指 南》（水蓝皮书）
• 16. NCSC-TG-011,《可信网络解释环境指南——TNI 使用指南》（红皮书）
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• 25. NCSC-TG-021,《TCSEC的可信数据库系统解释 （TDI）》（紫皮书）
• 26. NCSC-TG-022,《可信系统中的可信恢复理解指南 》（黄皮书）
• 27. NCSC-TG-023,《可信系统的安全测试和测试文档 理解指南》（亮桔皮书）
• 28. NCSC-TG-024 Vol.1/4,《可信系统采购指南：计 算机安全需求导购介绍》（紫皮书）
• 2 9 . NCSC-TG-024 Vol.2/4,《可 信 系 统 采 购 指 南 ： RFP规范和陈述语言——导购辅助》（紫皮书）
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• 30. NCSC-TG-024 Vol.3/4,《可信系统采购指南：计 算机安全契约数据需求列表及数据项描述指南》（紫 皮书）
可信计算的课程
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。
完整版可信计算all
一、信任根技术
1、可信计算平台的基本思路
?首先建立一个信任根
信任根的可信性由物理安全和管理安全确保。
?再建立一条信任链
从信任根开始到硬件平台、到BIOS、到操作 系统、再到应用，一级测量认证一级，一级信任 一级。从而0位的累计 HASH值就可以表示所
有被度量过的组件的完整性状态。并且 可以存储 无限多个完整性度量值。
博士课程：可信计算 2005/9 武汉大学计算机学院
可信测量
? 可信的测量： 任何想要获得平台控制权的实体， 在获得控制权之前都要被测量，判断其是否可信。
? 度量的存储： 对实体可信的测量以及该过程的审 计信息将被 TPM保存，以此向访问实体报告平台 或其上运行实体的可信度的依据。
1、信任根的概念
? TCG的技术规范：
可信测量根 (RTM): 软件可信测量根核 CRTM
（BIOS） 可信存储根 (RTS)： 可信报告根 (RTR)：
硬件芯片 TPM
二、信任根技术
2、可信平台模块 TPM
? 它由CPU、存储器、 I/O、密码运算器、随机数 产生器和嵌入式操作系统等部件组成。
? TPM本身就是一个小的计算机系统， 一般是一种 片上系统SOC（System on Chip ）,而且它应当 是物理可信和管理可信的。
完整性测量值的存储
? TCG规范：存入TPM （ TPM是信任存储根） ? TPM中设置了平台配置寄存器 (PCRs)，作为完整
性度量值的安全仓库 。 ? PCRs在平台启动时用预先确定的数值初始化 ? 现值与新值相连，两者的摘要被作为新的完整性
信息系统安全机制-可信计算共47页文档
信息系统安全机制-可信计算
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26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
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30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
信息安全与可信计算
信息安全和可信计算技术摘要随着信息技术和信息产业的迅猛发展，越来越多的政府机关和企事业单位建立了自己的信息网络，信息系统的基础性、全局性作用日益增强。
但是信息安全的问题也随之而来。
面对日益严峻的信息安全形势，人们对“可信”的期望驱动着可信计算技术的快速发展。
关键词信息安全可信计算一、信息安全现状国家互联网应急中心（CNCERT）于2012年3月19日发布的《2011年我国互联网网络安全态势综述》显示：①从整体来看，网站安全情况有一定恶化趋势。
2011年境内被篡改网站数量为36，612个，较2010年增加5.10%。
网站安全问题引发的用户信息和数据的安全问题引起社会广泛关注。
2011年底，中国软件开发联盟（CSDN）、天涯等网站发生用户信息泄露事件，被公开的疑似泄露数据库26个，涉及帐号、密码信息2.78亿条，严重威胁了互联网用户的合法权益和互联网安全。
②广大网银用户成为黑客实施网络攻击的主要目标。
据C NCERT监测，2011年针对网银用户名和密码、网银口令卡的恶意程序较往年更加活跃。
CN CERT全年共接收网络钓鱼事件举报5，459件，较2010年增长近2.5倍。
③信息安全漏洞呈现迅猛增长趋势。
2011年，CNCERT发起成立的“国家信息安全漏洞共享平台（CNVD）”共收集整理信息安全漏洞5，547个，较2010年大幅增加60.90%。
④木马和僵尸网络活动越发猖獗。
2011年，近890万余个境内主机IP地址感染了木马或僵尸程序，较2010年大幅增加78.50%。
网络黑客通过篡改网站、仿冒大型电子商务网站、大型金融机构网站、第三方在线支付站点以及利用网站漏洞挂载恶意代码等手段，不仅可以窃取用户私密信息，造成用户直接经济损失，更为危险的是可以构建大规模的僵尸网络，进而用来发送巨量垃圾邮件或发动其他更危险的网络攻击。
如何建立可信的信息安全环境，提升信息安全的保障水平，无论政府、企业还是个人都给予了前所未有的关注，并直接带动了对各类信息安全产品和服务需求的增长。
信息系统安全PPT课件
• 更全面的访问控制机制。
• 更严格的系统结构化设计。
• 更完善的隐通道分析。
• HFS公司的UNIX XTS-2000 STOP3.1E
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二、操作系统的安全评价
2、美国国防部的桔皮书（TCSEC）：
⑦ A1级：验证安全设计级
• 安全模型要经过数学证明 • 对隐通道进行形式化分析 • Honeywell公司 SCOMP、波音公司MLS LAN OS
注意：
• 分级的顶端是无限的，还可加入A2、A3级等。 • 每一级的安全性都包含前一级的安全性。
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二、操作系统的安全评价
2、美国国防部的桔皮书（TCSEC）：
A1
B3 B2 B1 C2 C1 D
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二、操作系统的安全级别
3、中国计算机信息系统安全保护等级划分准则：
（GB117859－1999）
身份鉴别 通过为用户提供唯一标识、计算机能够使用户对自己 的行为负责。计算机还具备将身份标识与该用户所有可审计行为 相关联的能力。
阻止客体重用 客体只有在释放且清除原信息后才让新主体使用 审计 计算机能创建和维护受保护客体的访问审计跟踪记录，
并能阻止非授权的用户对它访问或破坏。
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二、操作系统的安全级别
②立足国内，发展自己的操作系统。
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二、操作系统的安全评价
1、操作系统安全要求
一般对安全操作系统有以下要求： ① 安全策略：要有明确、严谨、文档齐全的安全策略 ② 标识：每个实体必须标识其安全级别 ③ 认证： 每个主体必须被认证 ④ 审计：对影响安全的事件，必须记录日志，并进行
审计。 ⑤ 保证：系统必须确保上述4项要求被实施 ⑥ 连续性保护：实现安全的机制必须是不间断地发挥作
网络信息安全与可信计算
网络信息安全与可信计算在当今数字化的时代，网络已经如同空气和水一样，成为我们生活中不可或缺的一部分。
我们通过网络购物、社交、工作、学习，享受着前所未有的便捷。
然而，伴随着网络的飞速发展，网络信息安全问题也日益凸显，成为了我们不得不面对的严峻挑战。
而可信计算，作为保障网络信息安全的一项重要技术，正逐渐走进人们的视野。
什么是网络信息安全呢？简单来说，它就是保护网络系统中的硬件、软件以及其中的数据不因偶然或恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，确保系统能连续、可靠、正常地运行，网络服务不中断。
想象一下，你在网上银行的存款突然不翼而飞，你的个人隐私照片被公开在网络上，公司的重要商业机密被竞争对手窃取，这些都是网络信息安全出现问题所带来的严重后果。
网络信息安全面临的威胁多种多样。
首先是病毒和恶意软件，它们就像隐藏在网络世界里的“小偷”和“强盗”，悄悄潜入我们的电脑和手机，窃取数据、破坏系统。
然后是网络黑客的攻击，他们凭借高超的技术手段，突破网络防护，获取有价值的信息或者制造混乱。
此外，还有网络诈骗，不法分子通过各种手段骗取用户的钱财和个人信息。
再者，内部人员的违规操作和数据泄露也是一个不容忽视的问题，有时候“家贼”更难防。
那么，可信计算又是什么呢？可信计算是一种在计算和通信系统中广泛使用的基于硬件安全模块支持下的计算平台。
它的核心思想是在硬件上建立一个信任根，从信任根开始，一级一级地度量和验证，确保整个计算环境的可信性。
打个比方，如果把网络系统比作一座城堡，那么可信计算就像是城堡的坚固城墙和可靠的守卫，能够有效地抵御外敌的入侵。
可信计算技术通过在硬件层面建立信任机制，为网络信息安全提供了更底层、更坚实的保障。
它能够确保系统启动时的完整性，防止恶意软件在系统启动前就植入。
同时，可信计算还可以对运行中的程序和数据进行实时的监测和验证，一旦发现异常，立即采取措施。
在实际应用中，可信计算已经在多个领域发挥了重要作用。
可信计算
可信计算的实现—可信启动 可信计算的实现 可信启动
开始 引导Linux内核 BIOS启动模块 打开电源，CPU进入实模式 执行init程序，完成系统初始化 BIOS开机自检 打开终端供用户登录 启动引导程序（LILO/GRUB） 结束 Linux系统启动过程
可信计算的实现—可信链的建立 可信计算的实现 可信链的建立
1 4 通电自检BIOS 1 4 1 4
BIOS启动模块
GRUB 2
Linux内核镜像
3
3
2 3 3 TPM 2
2
度量日志
1-度量
2-扩展PCR 3-写入日志
4-移交控制
可信计算的实现—TPM 可信计算的实现
具备了可信属性的平台就是可信平台； TCG的可信平台由可信硬件平台和相关的可信软件构 成。可信硬件平台主要由主板、集成在主板上的可信平台 可信平台 模块TPM (trusted platform module)以及CPU、存储 模块 器等组成。 可信平台的核心是TPM，其内部集成了密码部件、平 台配置寄存器PCR等模块，可提供签名、杂凑运算、密钥 生成、度量信息存储等功能，通过LPC总线与主板通信。
可信计算
关于可信计算， 关于可信计算，我们应该知道什么
可信计算的定义； 可信计算的应用； 可信计算的实现；
什么是可信计算？ 什么是可信计算？
随着信息技术的发展，现代社会越来越依赖计算 计系统，特别是在社会政治，经济，教育，军事领域 中，计算机都扮演着及其重要的角色，这就使得计算 机系统的安全性 安全性变得尤为重要。 安全性 由于现代软件系统惊人的复杂性，软件安全漏洞 的泛滥就变得无法避免，这就为黑客提供了可乘之机 ，传统的单纯依靠软件 软件的安全防范机制已经不能充分 软件 保护信息的安全。使用基于硬件 嵌入式 硬件的嵌入式 硬件 嵌入式安全解决手 已经成为一个重要的方向。
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。
可信计算
一．可信定义（1）国际可信组织(TCG)的定义:一个实体是可信的，它的行为总是以一个预期的方式达到预期的目标。
（2）国际标准化组织与国际电子技术委员会定义（1990年）：如果第2 个实体完全按照第1 个实体的预期行动时, 则第1 个实体认为第2 个实体是可信的。
（3）国际标准化组织与国际电子技术委员会定义（1999年）：参与计算的组件、操作或过程在任意的条件下是可预测的, 并能够抵御病毒和一定程度的物理干扰。
（4）IEEE Computer Society Technical Committee onDependable Computing定义：所谓可信是指计算机系统所提供的服务是可以论证其是可信赖的，并且还是可论证的，可信赖主要是指系统的可靠性和可用性。
（5）我国学者认为：可信计算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。
可信包括：正确性、可靠性、安全性、可用性、效率等。
系统的安全性和可靠性是现阶段可信最主要的两个方面，简称为“可信≈可靠+ 安全”。
二．为什么研究可信计算可信计算：可信计算是在计算和通信系统中广泛使用基于硬件安全模块支持下的可信计算平台。
1. 可信计算研究具有战略性意义：（1）确保我国信息安全自主可控（2）带动我国IT产业自主创新、产业升级和发展，改变我国信息产业被动的局面。
2. 可信计算是信息科学发展结果3.可行计算的主要应用：（1）数字版权管理用远程认证可以拒绝非授权方文件下载；密封储存防止用户在另一台电脑上打开文件,禁止了无限制复制。
如音乐在屏蔽储存里播放，阻止用户在播放该音乐文件时进行该文件的无限制复制。
安全I/O阻止用户捕获发送到音响系统里的（流）。
（2）身份盗用保护用户接入到服务器时需要远程认证，如果服务器能产生正确的认证证书，服务器将只对该页面进行服务。
用户通过该页面发送其加密账号和PIN和一些用户和服务器的私有的（看不见）保证信息。
（3）防止在线游戏作弊远程认证，安全I/O以及储存器屏蔽用来核对所有接入游戏服务器的玩家，以确保其正运行一个未修改的软件副本。
可信计算技术在网络信息安全中的运用分析
可信计算技术在网络信息安全中的运用分析近年来，随着互联网的普及和发展，网络信息安全已成为人们关注的焦点。
随之而来的各种网络安全威胁使得保护数据安全变得至关重要。
在这个背景下，可信计算技术应运而生。
本文将对可信计算技术在网络信息安全中的运用进行分析，并探讨其优势和应用前景。
一、可信计算技术概述可信计算技术是一种通过硬件和软件相结合的方式，确保计算过程和计算结果的可信度的技术。
它可以防止恶意软件篡改计算结果，保护计算过程中的数据安全，并提供可信执行环境。
在网络信息安全领域，可信计算技术被广泛应用于数据隐私保护、云安全和软件安全等方面。
二、可信计算技术在数据隐私保护中的运用随着云计算和大数据的快速发展，数据隐私保护问题越来越严峻。
可信计算技术通过建立可信执行环境，保护数据隐私不被恶意软件窃取或篡改。
例如，采用可信计算技术可以确保云服务器上的数据在计算过程中不会泄露给云服务提供商或其他恶意用户。
另外，可信计算技术还可以提供可信验证功能，即验证计算结果的正确性，进一步增强数据隐私保护的可信度。
三、可信计算技术在云安全中的应用云计算的普及极大地促进了各类企业的发展，但同时也给数据安全带来了风险。
在这种情况下，可信计算技术的应用可以确保云计算环境下的数据安全。
可信计算技术通过建立可信平台模块（TPM）等硬件保护机制，防止云服务提供商在未经用户授权的情况下对数据进行访问和篡改。
此外，可信计算技术还可以提供数据完整性保护、身份认证和访问控制等功能，从而全面提升云安全水平。
四、可信计算技术在软件安全中的运用在网络环境中，恶意软件的传播和攻击是威胁信息安全的主要因素。
可信计算技术通过建立可信执行环境，可实现软件的安全运行。
例如，采用可信计算技术可以确保软件在运行过程中不受恶意软件的干扰和破坏。
此外，可信计算技术还可以对软件进行可信验证，即验证软件的正版性，避免盗版软件对系统带来的风险。
五、可信计算技术的优势和应用前景可信计算技术具有以下几个优势。
可信计算概述
可信计算概述⽬录⼀、为什么需要可信计算？⼆、什么是可信计算？三、可信计算的发展概况四、可信计算技术五、围绕可信计算的⼀些争议参考⽂献⼀、为什么需要可信计算？如今信息技术已经成为了⼈们⽣活中不可分割的⼀部分，⼈们每天都通过计算机和互联⽹获取信息、进⾏各种活动。
但计算机与⽹络空间并不总是安全的，⼀⽅⾯⿊客们会通过在⽹络中散布恶意病毒来对正常⽤户进⾏攻击，例如2017年5⽉爆发的勒索病毒；另⼀⽅⾯许多不良⼚商会在⾃⼰的软件中“开后门”，趁⽤户不注意时获取⽤户的隐私或者弹出弹窗⼴告，这些都给维护⽹络空间的信息安全带来了巨⼤的挑战。
为了使⼈们能够正常地通过计算机在互联⽹上进⾏各种活动，我们必须建⽴⼀套安全、可靠的防御体系来确保我们的计算机能够按照预期稳定地提供服务。
⽬前⼤部分⽹络安全系统主要由防⽕墙、⼊侵检测、病毒防范等组成。
这种常规的安全⼿段只能在⽹络层、边界层设防，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。
由于这些安全⼿段缺少对访问者源端—客户机的控制，加之操作系统的不安全导致应⽤系统的各种漏洞层出不穷，其防护效果正越来越不理想。
此外，封堵的办法是捕捉⿊客攻击和病毒⼊侵的特征信息，⽽这些特征是已发⽣过的滞后信息，属于“事后防御”。
随着恶意⽤户的攻击⼿段变化多端，防护者只能把防⽕墙越砌越⾼、⼊侵检测越做越复杂、恶意代码库越做越⼤，误报率也随之增多，使得安全的投⼊不断增加，维护与管理变得更加复杂和难以实施，信息系统的使⽤效率⼤⼤降低，⽽对新的攻击毫⽆防御能⼒。
近年来，“震⽹”“⽕焰”“Mirai”“⿊暗⼒量”“WannaCry勒索病毒”等重⼤安全事件频频发⽣，显然，传统防⽕墙、⼊侵检测、病毒防范等“⽼三样”封堵查杀的被动防御已经过时，⽹络空间安全正遭遇严峻挑战。
安全防护⼿段在终端架构上缺乏控制，这是⼀个⾮常严重的安全问题，难以应对利⽤逻辑缺陷的攻击。
⽬前利⽤逻辑缺陷的漏洞频繁爆出，如“幽灵”“熔断”，都是因为CPU性能优化机制存在设计缺陷，只考虑了提⾼计算性能⽽没有考虑安全性。
可信计算原理
可信计算原理一、引言随着云计算、物联网、大数据等技术的迅猛发展，计算与数据的安全性和可信性问题日益凸显。
为了保护用户的隐私和数据安全，可信计算应运而生。
可信计算是一种基于硬件和软件技术的安全计算环境，旨在确保计算过程和结果的完整性、机密性和可靠性。
本文将介绍可信计算的基本原理和相关技术，以及它在当代信息安全领域的应用。
二、可信计算的基本原理1. 安全启动可信计算的第一步是确保计算机系统的启动过程是安全的。
通过使用可信的启动引导程序和硬件安全模块，可以验证操作系统和应用程序的完整性，防止恶意软件的植入和篡改。
2. 可信链可信链是指计算机系统中各个组件之间建立的一种信任关系。
通过在启动过程中创建可信链，可以确保系统中每个组件的可信性。
如果某个组件的可信性被破坏，可信链会被中断，从而保护系统的整体安全。
3. 安全容器安全容器是一种隔离和保护敏感数据和计算过程的技术。
通过在计算机系统中创建安全的隔离环境，可以防止未经授权的访问和篡改。
安全容器可以是软件虚拟化技术、硬件隔离技术或者二者的结合。
4. 可信计算的远程验证可信计算不仅可以在本地保护计算过程和结果的安全，还可以通过远程验证机制来确保计算结果的可信性。
远程验证可以使用零知识证明、多方计算等技术，使得计算过程和结果可以被多方验证，确保计算的正确性和可信性。
三、可信计算的相关技术1. 安全芯片安全芯片是可信计算的重要组成部分，它集成了硬件加密和安全认证功能，可以提供安全的存储和计算环境。
安全芯片可以用于身份验证、数据加密、数字签名等安全应用。
2. 可信执行环境可信执行环境是在操作系统和硬件之间建立的一种安全隔离环境，用于保护敏感数据和计算过程。
可信执行环境可以使用硬件虚拟化技术、安全沙箱技术等来实现。
3. 可信计算的远程验证技术可信计算的远程验证技术可以通过使用零知识证明、多方计算等技术，使得计算过程和结果可以被多个参与方验证，确保计算的正确性和可信性。
可信计算
可信计算信息安全具有四个侧面：设备安全、数据安全、内容安全与行为安全。
可信计算为行为安全而生。
据我国信息安全专家在《软件行为学》一书中描述，行为安全应该包括：行为的机密性、行为的完整性、行为的真实性等特征。
从概念上来说，可信计算（Trusted Computing，TC）并非由可信计算组织Trusted Computing Group（以前称为TCPA）率先提出。
可信这个概念早在彩虹系列的橘皮书就已经有提及，他的目标就是提出一种能够超越预设安全规则，执行特殊行为的运行实体。
操作系统中将这个实体运行的环境称为可信计算基（Trusted Computing Base，简称TCB）。
为了实现这个目标，人们从20世纪70年代之后就在做着不懈的努力。
包括从应用程序层面，从操作系统层面，从硬件层面来提出的TCB相当多。
最为实用的是以硬件平台为基础的可信计算平台（Trustec Computing Platform），它包括安全协处理器、密码加速器、个人令牌、软件狗、可信平台模块（Trusted Platform Modules，TPM）以及增强型CPU、安全设备和多功能设备。
这些实例的目标是实现：数据的真实性、数据的机密性、数据保护以及代码的真实性、代码的机密性和代码的保护。
根据S.W. Smith最近的著作《可信计算平台：设计与应用》（冯登国等翻译，清华大学出版社出版），这些平台的实现目的包括两个层面的意思：1.保护指定的数据存储区，防止敌手实施特定类型的物理访问2.赋予所有在计算平台上执行的代码以证明它在一个未被篡改环境中运行的能力。
从广义的角度，可信计算平台为网络用户提供了一个更为宽广的安全环境，它从安全体系的角度来描述安全问题，确保用户的安全执行环境，突破被动防御打补丁方式。
TCG所提出的可信，尽管提出了行为可预期的超前概念，但其核心思想仍然局限在，如何验证程序代码是由可信赖的供应商提供或者由可信赖的管理者来安装、维护。
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一、可信计算的概念
2、可信计算的发展
⑤ 可信计算在中国
2006年在国家密码管理局的主持下制定了《可信计算平台密码 技术方案》和《可信计算密码支撑平台功能与接口规范》两个 规范 。 2007年在信息安全标准委员会主持下开始制定“可信计算关键 技术系列标准”。 2007-2009，国民科技、联想、兆日、瑞达公司推出自己的可 信计算产品。 2008年武汉大学在863项目的支持下研制出我国第一款可信 PDA和可信计算平台测评系统。 2008年中国可信计算联盟成立。 2011年中国的3个可信计算标准公开征求意见。 15
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三、可信计算的关键技术
4、可信计算平台 概况
可信PC：已产业化，多国，多品种 可信服务器：HP，IBM，中国瑞达 可信PDA：日本日立，武汉大学 可信手机：MOTOROLAR
我国第一 款可信计 算机
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三、可信计算的关键技术
•可信PC体系结构
CPU
RAM MCH AGP
TPM is connected to the motherboard
一、可信计算的概念
② 可信计算的高级阶段-TCG的出现:
TCG可信计算的意义
TCG从行为预期性来定义可信性：
一个实体是可信的，如果它的行为总是以所期望的方式， 达到预期的目标。
首次提出可信计算机平台的概念，并把这一概念具体化 微机、PDA和移动计算设备，而且给出了可信计算平台的 体系结构和技术路线。 不仅考虑信息的秘密性，更强调了信息的真实性和完整 性。 产业化、广泛性。目前有153个单位参加TCG，我国5个。 7
可信计算的思想源于社会。
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三、可信计算的关键技术
1、信任根技术
信任根是系统可信的基础和出发点 信任根的可信性由物理安全、技术安全和管理安全共同确保 TCG认为一个可信计算平台必须包含三个可信根： 可信测量根RTM（root of trust for measurement) 开机首先执行的软件模块CRTM 可信存储根RTS（root of trust for storage） TPM芯片和存储根密钥SRK组成 可信报告根RTR（root of trust for reporting ） TPM芯片和背书密钥EK组成
风险控制：使安全事件的损失最小 安全检测与应急响应：及时发现攻击，并采取应 对措施。 电子商务：减少交易风险。 数字版权管理：阻止数字产品的非法复制与传播 17
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二、可信计算的基本思想
3、可信计算的基本思想
首先建立一个信任根。
信任根的可信性由物理安全和管理安全确保。
再建立一条信任链。
从信任根开始到硬件平台、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 算机系统。
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一、可信计算的概念
② 可信计算的高级阶段
国外的可信计算机产品
台式机 HP IBM DELL NEC GATEWAY 笔记本机 HP IBM DELL NEC GATEWAY TOSHIBA FUJITSU SONY
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一、可信计算的概念
③ 可信计算的其它流派
容错流派
强调可靠性、可用性 由容错专家提出并倡导 用词： Dependable Computing 所谓可信是指计算机系统所提供的服务是可以论证其是可信 赖的。这就是指从用户角度看，计算机系统所提供的服务是 可信赖的，而且这种可信赖是可论证的。
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三、可信计算的关键技术
3、信任链技术
以RTM为根 从信任根开始到硬件平台、到操作系统、再到应用， 一级认证一级，一级信任一级。 成功之处：
实现了可信计算的一级度量一级的基本思想 。 与现有PC机兼容。
不足之处：
信任链的迭代计算方式，使得软件更新麻烦。 信任链长，信任损失可能较大。 不适合服务器。
硬件的安全性比软件高，而且对硬件的安全管理比软件容 易。 “TCG设计TPM的目的是给漂浮在软件海洋中的船只──客 20 户终端，提供一只锚。”
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三、可信计算的关键技术
TPM的结构
I/O 密码协处理器 HMAC引擎 SHA-1引擎 Opt-Ln 非易失存储器 密钥产生 随机数产生器 电源检测 执行引擎 易失存储器
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三、可信计算的关键技术
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三、可信计算的关键技术
为了能够反映平台的启动序列和软件的完整性，采 用Hash函数来度量其完整性值。 系统安装时计算出其完整性值并存储。系统启动 时重新计算，并于存储值比较，以确定其完整性。 为了存储度量的值，在TPM内部开设一些平台配置 寄存器(PCR)。 计算方法：New PCRi =HASH(Old PCRi‖New Value)，
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一、可信计算的概念
② 可信计算的高级阶段
TCG推出的可信计算技术规范 目前已推出91个规范
可信PC规范 可信平台模块（TPM）规范 可信软件栈（TSS）规范 可信服务器规范 可信网络连接（TNSO/IEC 11889标准
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一、可信计算的概念
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一、可信计算的概念
2、可信计算的发展
① 可信计算的初级阶段-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 Evaluation Criteria）。 在TCSEC中第一次提出可信计算机（Trusted 和可信计算基TCB（Trusted Computing Base）的概念，并 把TCB作为系统安全的基础。 • 1987年，1991年： 可信数据库解释TDI（Trusted Dadabase Interpretation）； 4 可信网络解释TNI（Trusted Network Interpretation）。
其中符号‖表示连接。
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三、可信计算的关键技术
根据Hash函数的如下性质：
如果A≠B，则有Hash(A) ≠ Hash(B)。 如果A≠B，则有Hash(A‖B) ≠ Hash(B‖A)。
据此可知，PCR中存储的度量值不仅能够反 映当前度量的软件完整性，也能够反映系统的 启动序列。当前软件的完整性或系统启动序列 的任何改变都将引起存储到PCR的值的改变。 于是，一组PCR的值便反映了平台的可信转 25 台，可以向询问者提供报告。
微软流派
微软是TCG董事单位，但又提出了值得信赖的计算。 用词： Trustworthy Computing 微软的新操作系统Windows-7和Windows-8都支持可信计算！
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一、可信计算的概念
④我们的学术观点
可信≈可靠+安全 可信有许多属性，如正确性、可靠性、可 用性、高效率、低成本，等。但是，现阶段可 靠性和安全性是用户最关心的。 用词：Dependable and Trusted Computing 可信计算机系统是能够提供可信计算服务的计 算机软硬件实体，它能够提供系统的可靠性、 可用性、主体行为与信息的安全性。
信息系统安全
第四讲 可信计算-1
张焕国 赵波 武汉大学计算机学院 空天信息安全与可信计算教育部重点实验室
内容简介
第一讲 信息系统安全概论 第二讲 信息系统物理与设备安全 第三讲 信息系统基础软件安全 第四讲 可信计算-1 第五讲 可信计算-2 第六讲 软件安全 第七讲 密码技术-1 第八讲 密码技术-2 第九讲 网络安全技术 第十讲 信息内容安全 第十一讲 信息对抗技术 第十二讲 讨论与总结
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一、可信计算的概念
2、可信计算的发展
• 在可信计算发展过程中出现不 同流派，是学术繁荣的标志！ • 可信计算的各流派将在可信计 算技术发展和应用中逐步融合、 趋同！
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一、可信计算的概念
2、可信计算的发展
⑤ 可信计算在中国
2000年武汉瑞达与武汉大学合作研制“安全计算机” 2003年制出我国第一个可信平台模块芯片J2810和SQY14可信 算机。 2004年通过国家鉴定：“设计合理，安全措施有效，是我国第 一款自主研制的可信计算平台，整体技术居国内领先水平。” 2004年10月“第一届中国可信计算与信息安全学术会议”在武 汉大学召开。至今开了5届，成为国内品牌学术会议。 2005年联想公司研制出可信平台模块“恒智”芯片和可信计算 机。 2005年兆日公司研制出可信平台模块芯片。 14 瑞达、联想、兆日的产品都通过了国密局的认证。
不足之处：TCG对CRTM缺乏保护！
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三、可信计算的关键技术
2、可信平台模块（TPM）技术
构成：可信存储根和可信报告根 它由CPU、存储器、I/O、密码引擎、随机数产生 器和嵌入式操作系统等部件组成。 TPM本身就是一个小的计算机系统，一般是一种片 上系统SOC（System on Chip）,而且它应当是物理 可信、技术可信和管理可信的。
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一、可信计算的概念
2、可信计算的发展
⑤ 可信计算在中国
总结 我国在可信计算领域起步不晚，水平不低， 成果可喜！ 我国已经处于国际可信计算的前列！
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二、可信计算的基本思想
1、可信计算的目标
提高计算机系统的可信性 现阶段：确保，系统数据完整性，数据安全存 储，平台可信性远程证明
2、可信计算用途：
具有信任根，信任链，可信度量、存储、报告机制。 除了信任链的度量之外，TCG还采用日志技术与之配 合，对信任链过程中的事件记录日志。由于日志与 PCR的内容是相关联的，攻击者篡改日志的行为将被 发现。这就进一步增强了系统的 安全性。
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一、可信计算的概念
1、如何提高计算机的安全性？
信息安全问题的技术根源
① ② ③ ④ PC的安全结构过于简单 信息技术的发展使PC变成公用计算机 网络的发展使PC变成网络中的一部分 操作系统存在安全缺陷