TRE加密技术研究

TRE(timed-release encryption)是一种由发送者指定未来特定解密时间的密码原语,其所具备的时间相关特性在许多具有时间敏感性的现实应用场景(如电子投标、分期付款、在线考试、电子机密档案)均有着十分重要的应用价值.首先,在对已有TRE方案进行分类并分析总结各类TRE特点的基础上,给出TRE的形式化定义与安全目标定义;其次,介绍了3种TRE基本架构及其所涉及的数学问题,并给出了3种典型的TRE构造方案;再次,分析总结了TRE的安全目标及其在自适应选择明文与自适应选择密文攻击模型下的安全性;然后,开展了TRE的应用研究,特别是提出TRE与其他密码机制结合的前提条件和一般化方案,并构造出一个TRE结合可搜索加密的具体方案;最后,讨论了TRE未来需进一步研究的问题.

一种嵌入式Linux系统上的新型完整性度量架构

完整性度量框架是可信计算平台的重要组成部分之一.但过往研究工作所提出的完整性度量框架设计在实际应用于嵌入式设备场景时,往往体现出不同程度的局限性.提出了内核级动态完整性度量架构(dynamic integrity measurement architecture at kernel-level, DIMAK),一种针对嵌入式Linux操作系统的实用化完整性度量架构,为基于Linux的嵌入式设备提供有效且高性能的运行时完整性验证能力.该架构支持对映射至系统内核空间及用户进程的可执行文本、静态数据以及动态链接信息等关键内容实施即时(just-in-time)完整性校验.利用Linux内核的进程、内存和页面管理机制,DIMAK实现了对被度量内容所驻留物理页面的运行时校验,避免了基于文件的静态度量方法可能存在的检查与使用时差(time-of-check to time-of-use, TOCTTOU)漏洞.通过首次引入对位置无关代码的重定位/动态链接信息的完整性基线预测方法,DIMAK在面对包括基于hooking的控制流劫持、恶意代码运行时载入等攻击威胁时具有较之现存同类技术更强的完备性.另外,通过引入对软件热补丁功能的可信验证支持,DIMAK在系统完整性度量问题中将该应用场景与恶意攻击行为正确地加以区分.根据各种被度量实体的不同类型,DIMAK在离线阶段、系统启动时、进程加载时和代码动态加载时等时机分别生成其对应的完整性基线,确保其完整性验证行为的正确性.真机测试显示,所述的DIMAK架构产生的性能开销完全可以满足嵌入式设备场景下的实际应用要求.