基于过滤机制的Web服务远程可信认证

论文摘要

计算机网络的飞速发展给人们的生活带来了极大的便利,电子商务的发展更是改变了人们传统的生活方式。在网络给人们引来巨大便利和商机的同时,网络安全问题也越来越成为威胁计算机发展的主要因素。可信计算正是在这个大背景下发展起来的,可信计算能从计算机内部保证数据和配置的安全,提高了计算机的安全性。可信计算的远程认证是为了解决远程实体间的认证问题,可信计算小组TCG先后发布的可信认证方案是Privacy CA和直接匿名认证DAA。这两种方案都是基于远程平台的可信平台模块TPM中的平台配置信息PCR值和身份认证密钥AIK,不同的是DAA引入了时间戳标示。但这种基于二进制的认证过多的暴露了远程平台的信息,在开放的分布式应用中系统更新、备份等很难实现,基于属性的认证克服了二进制认证的缺陷,但也存在一次认证,静态认证等固定缺陷。虚拟技术引入到可信远程认证中,提高了认证的易实现性和认证结果的可信性。但现存的认证方案在认证效率和具体的应用上都显现出不足。本文正是从认证效率和具体的应用上入手,提出了基于过滤机制的认证方案,并提出了适用于Web服务的认证方案和具体的过滤策略。本文主要作了以下三方面的工作：(1)分析了现存的虚拟可信认证方案,把虚拟可信认证方案分为两类：基于语言的虚拟认证和基于虚拟机的认证；并分析了这两种认证策略各自的优、缺点。这两种认证方案是本文的研究的基础,本文的主要工作正在对这两种方案的改进。(2)提出了引入过滤机制的认证方案。基于语言的虚拟可信认证,采用语言虚拟机从程序的语义层认证程序的具体行为,提高了认证可信性,但程序的语义的定义是很困难的,客户和服务器都需要语言虚拟机才能进行认证,并且加重了服务器的通信负担；基于虚拟机的认证本质还是二进制认证。本文结合两种认证方案的优点,把进行认证服务的语言虚拟机,改为一个服务器的真实的“虚拟”,通过把未认证过的程序在虚拟服务器上运行,并把程序运行的结果作为认证的标准。认证过滤器专门负责对程序认证的过滤,它的设计是该方案的核心内容,关乎认证的成败。为认证通过的程序建立程序信任列表,认证过的程序下次则不用再进行认证,提高了认证的效率。并针对Web服务器并结合程序分类思想,提出了具体的认证和过滤策略。最后结合基于虚拟机认证的优点,提出了适用于大型服务器的过滤认证机制。(3)通过开源的TPM Emulator和IAIKjTSS在Linux之上搭建了可信认证环境。Web服务器选用Tomcat,通过认证信任表的动态改变,实现了程序的认证过滤,验证了本文提出的基于Web服务的认证过滤策略的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题背景
• 1.3 研究内容
• 1.4 论文结构
• 第二章 可信计算
• 2.1 可信计算的发展状况
• 2.2 可信计算的概念
• 2.3 可信计算平台主要组成
• 2.3.1 TPM
• 2.3.2 TSS
• 2.4 可信计算基本功能
• 2.4.1 数据保护
• 2.4.2 身份证明
• 2.4.3 完整性保护
• 2.5 可信平台密钥与证书
• 2.5.1 密钥类型
• 2.5.2 证书类型
• 2.5.3 AIK的生成
• 2.6 本章小结
• 第三章 传统可信平台远程认证方案
• 3.1 Privacy CA
• 3.2 DAA
• 3.3 基于属性的远程认证
• 3.4 传统认证方案的缺陷
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于过滤机制的Web服务远程可信认证
• 4.1 基于过滤机制的虚拟认证方案
• 4.1.1 语言虚拟机认证方案
• 4.1.2 改进方案
• 4.1.3 Web服务器认证过滤策略
• 4.2 适用于大型服务器的认证方案
• 4.2.1 Terra体系介绍
• 4.2.2 认证方案
• 4.3 本章小结
• 第五章 可信认证实验环境的构建
• 5.1 可信认证环境的选择
• 5.2 TPM Emulator功能介绍
• 5.2.1 TPM Emulator引擎
• 5.2.2 初始化和自我测试
• 5.2.3 关机和数据存储
• 5.2.4 命令执行
• 5.2.5 兼容性和系统独立性
• 5.3 TPM Emulator安装与测试
• 5.3.1 安装GNU MP
• 5.3.2 安装TPM Emulator
• 5.3.3 测试
• 5.4 IAIKjTSS介绍与配置
• 5.4.1 安装需要
• 5.4.2 详细配置
• 5.5 本章小结
• 第六章 基于过滤机制的Web服务远程可信认证原型验证
• 6.1 实验假设及实验开发环境
• 6.1.1 实验假设
• 6.1.2 实验环境
• 6.2 实验初始设定
• 6.2.1 留言管理网页介绍及用户权限设定
• 6.2.2 初始认证信任表
• 6.3 过滤过程
• 6.4 本章小结
• 第七章 总结
• 7.1 论文主要工作及总结
• 7.2 论文不足及后续工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录