Security Architecture of Trusted Virtual Machine Monitor for Trusted Computing

With analysis of limitations Trusted Computing Group （TCG） has encountered, we argued that virtual machine monitor （VMM） is the appropriate architecture for implementing TCG specification. Putting together the VMM architecture, TCG hardware and application-oriented ＂thin＂ virtual machine （VM）, Trusted VMM-based security architecture is present in this paper with the character of reduced and distributed trusted computing base （TCB）. It provides isolation and integrity guarantees based on which general security requirements can be satisfied.

TCB可信扩展模型研究

TCB的可信性与系统安全密切相关。随着TCB边界的不断扩大,保证TCB边界可信扩展成为信息安全防范的重要环节。目前针对TCB扩展的研究主要集中在技术层面,理论研究相对欠缺。基于可信计算思想研究了TCB可信扩展模型,依据安全策略将TCB层次化分割为TCB子集,形式化描述了TCB子集之间的可信支撑关系,证明了TCB可信扩展性的必要条件,提出了模型的实施框架。

可信虚拟平台中的双AIK签名机制

在Xen虚拟平台中,用于完整性认证的虚拟可信平台模块(TPM)存在身份证明密钥(AIK)泄露隐患。为此,提出一种适用于可信虚拟平台的双AIK签名机制,以及与之配合的远程完整性认证协议,使用不同AIK对物理平台完整性信息及虚拟机内部完整性信息进行分开签名。安全性分析表明,该机制能解决Xen平台的身份密钥泄露问题。

一个安全操作系统S-UNIX的研究与设计

S-UNIX是一个基于UNIX的安全操作系统,其目标是TCSEC的B2级以上且保持与UNIX的兼容性,本文从存取控制、审计、可信进程管理、病毒防御、隐通道分析处理、可信通路建立六个方面,介绍了S-UNIX的研究与设计,S-UNIX基本系统在386微机上初步运行表明,它极大地提高了UNIX的安全性,并能够保持与UNIX的兼容性。

可信管道模型研究

针对可信计算基(TCB)可信扩展过程中涉及的隔离问题,提出了可信管道模型。对可信管道进行了形式化描述,给出了构成元素、建立规则和传输规则;分析了基本属性,证明了可信管道支撑下的TCB可信扩展符合非传递无干扰模型;分析了可信管道模型的安全性;给出了一个可信管道的实施框架。

基于无干扰理论的分布式多级安全核心架构

为了提高分布式环境下多级安全实施的正确性和可行性,提出了一个分布式多级安全保护核心架构——分布式可信计算基(DTCB)。DTCB具有三层结构,包括系统层可信计算基、模块层可信计算基和分区层可信计算基,实现了从模块间、分区间到分区内部的逐步细化的信息流和访问控制,有效降低了分布式环境下多级安全实施的复杂性。最后,采用组合无干扰模型形式化证明了DTCB的安全性,结果表明,DTCB能够从整体上为分布式系统提供较好的多级安全保护。

基于硬件虚拟化的单向隔离执行模型

提出了一种基于硬件虚拟化技术的单向隔离执行模型.在该模型中,安全相关的应用程序可以根据自身需求分离成宿主进程(host process)和安全敏感模块(security sensitive module,简称SSM)两部分.隔离执行器(SSMVisor)作为模型的核心部件,为SSM提供了一个单向隔离的执行环境.既保证了安全性,又允许SSM以函数调用的方式与外部进行交互.安全应用程序的可信计算基(trusted computing base,简称TCB)仅由安全敏感模块和隔离执行器构成,不再包括应用程序中的安全无关模块和操作系统,有效地削减了TCB的规模.原型系统既保持了与原有操作系统环境的兼容性,又保证了实现的轻量级.实验结果表明,系统性能开销轻微,约为6.5%.

B1级网络安全机制与实现

文章介绍了本小组开发的B1网络，通过修改协议栈和上层服务实现的安全机制包括自主访问控制，强制访问控制，安全主机确认，安全标签，客体再用控制，可信服务，用户鉴别和认证，审计，在操作系统级解决了一些目前主要的网络安全问题。

基于信息流模型的TCB完整性策略分析方法与工具

TCB(trusted computing base)完整性保护对于计算机系统安全具有十分重要的意义,目前的静态度量方法并不完善,而动态度量方法还很不成熟,因而提出一种基于策略的分析方法来分析系统TCB和域TCB的完整性.这一方法将系统策略文件中的描述解析成信息流形式,然后再将其抽象为有向图形式,最后利用图论中的方法分析信息流情况,给出完整性破坏的信息流传播路径.此方法的思想可以用在任何通过执行某些操作会产生信息流的环境中.根据这一方法,开发了一个原型工具,并以SELinux操作系统为例进行了实验分析.实验表明它能分析策略中的信息流向,并能实时给出策略违反图.此方法和工具可以作为现有完整性度量方法的有效补充.

一种轻量级安全可信的虚拟执行环境

针对传统TCB(trusted computing base)庞大复杂的问题,设计并实现了一个最小化的TCB系统架构.利用CPU的系统管理模式(SMM)提供的硬件隔离特性,通过将应用程序中对安全敏感的代码放入虚拟环境中执行,从而将应用程序本身非安全敏感部分代码、操作系统及其上运行的其他应用程序排除在TCB之外,使得TCB的软件部分只包含安全敏感代码和虚拟执行环境包含的少量代码,实现了TCB的最小化.本系统的强隔离性使得在操作系统和部分硬件(如DMA、硬件调试器等)被攻击者控制后,依然可以保证安全敏感代码执行过程的隐秘性和执行结果的完整性.同时,本系统还为执行结果提供了细粒度的可靠验证,保证结果是在本系统的保护下得到的,没有被任何恶意程序篡改.