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安全嵌入式系统体系结构研究与设计

作　者: 赵国冬
导　师: 张国印
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 安全 体系结构 嵌入式系统 可信计算 可信平台模块(TPM)
分类号: TP316.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要


目前，嵌入式系统的信息安全和网络安全正面临严峻的挑战，安全问题成为嵌入式系统设计的优先考虑。本文旨在研究安全嵌入式系统的体系结构和与其相关的安全理论，提出安全嵌入式系统体系结构的构造方法并对嵌入式开发平台JARI-EVB3118的体系结构进行改造以提高其安全性能。 为了达到这一目标，本文首先根据嵌入式系统应用的特点，分析了嵌入式系统面临的安全问题和安全嵌入式系统的发展现状。针对信息安全和网络互联的要求，研究了嵌入式系统体系结构和与其相关的安全理论与关键技术；给出了安全嵌入式系统设计的安全策略、设计策略和构建安全嵌入式系统的要点。 然后分析了三个嵌入式系统安全解决方案。在此基础上给出了安全嵌入式系统的设计方法，提出两种安全嵌入式系统体系结构。一种是依据各种安全需求，在硬件平台、系统软件和应用程序等方面加入安全机制，实现由上到下、由内及外的系统安全。另一种是借鉴可信计算的思想，为现有的嵌入式系统加入安全处理芯片TPM。这两种方案可以从体系结构上较好的解决嵌入式系统面临的安全问题。 最后，依托安全嵌入式系统体系结构，将安全协处理芯片TPM加入基于国产CPU的嵌入式开发平台，给出TPM的功能与结构设计方案，并对改进的系统进行了安全性能的分析。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章 绪论  11-17
  1.1 引言  11
  1.2 本文的研究目的与意义  11-13
  1.3 安全嵌入式系统的研究现状  13-15
  1.4 论文的主要工作  15-16
  1.5 论文的组织结构  16-17
第2章 嵌入式系统的安全问题和安全理论  17-31
  2.1 嵌入式系统介绍  17-19
    2.1.1 嵌入式系统  17-18
    2.1.2 嵌入式系统的体系结构  18-19
  2.2 嵌入式系统的安全问题  19-24
    2.2.1 攻击嵌入式系统的方式及预防  20-21
    2.2.2 嵌入式系统硬件体系结构安全与防护  21-22
    2.2.3 嵌入式系统的软件安全与防护  22-24
  2.3 嵌入式系统的安全理论  24-30
    2.3.1 构建安全嵌入式系统的要点  24-26
    2.3.2 安全操作系统  26-28
    2.3.3 安全协处理芯片与可信计算  28-30
  2.4 本章小结  30-31
第3章 嵌入式系统安全解决方案分析  31-41
  3.1 使用安全协处理器提高系统安全  31-34
    3.1.1 解决方案介绍  31-34
    3.1.2 解决方案分析  34
  3.2 安全嵌入式服务器系统  34-36
    3.2.1 安全嵌入式服务器系统的构造  34-35
    3.2.2 安全嵌入式服务器的应用实例  35
    3.2.3 对安全嵌入式服务器方案的分析  35-36
  3.3 嵌入式系统网络安全的解决方案  36-39
    3.3.1 嵌入式设备的安全设计  36-37
    3.3.2 IPSec  37-38
    3.3.3 TLS/SSL  38-39
    3.3.4 嵌入式系统网络安全解决方案分析  39
  3.4 分析与结论  39-40
  3.5 本章小结  40-41
第4章 安全嵌入式系统设计  41-53
  4.1 安全嵌入式系统设计方法  41-47
    4.1.1 安全嵌入式系统体系结构设计  42-45
    4.1.2 安全嵌入式系统硬件平台设计  45
    4.1.3 安全嵌入式系统软件设计  45-46
    4.1.4 安全嵌入式系统平台设计流程  46-47
  4.2 构建安全嵌入式系统体系结构  47-48
    4.2.1 安全嵌入式系统的安全策略  47
    4.2.2 安全嵌入式系统体系结构  47-48
  4.3 改造嵌入式系统体系结构实现安全特性  48-52
    4.3.1 可信计算与安全嵌入式系统  49-51
    4.3.2 安全嵌入式系统平台的基本功能  51-52
    4.3.3 使用 TPM的安全嵌入式系统体系结构  52
  4.4 本章小结  52-53
第5章 嵌入式系统的安全性改造  53-63
  5.1 嵌入式开发平台JARI-EVB3118介绍  53-55
    5.1.1 嵌入式微处理器-CCM3118DQ  53-54
    5.1.2 嵌入式开发板 JARI-EVB3118  54-55
  5.2 嵌入式开发平台JARI-EVB3118的安全性改造  55-60
    5.2.1 安全协处理器 TPM的功能与结构设计  55-59
    5.2.2 改进后的嵌入式开发平台体系结构  59-60
  5.3 改进后的嵌入式开发平台安全性分析  60-62
  5.4 本章小结  62-63
结论  63-65
参考文献  65-69
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  69-70
致谢  70

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 操作系统 > 实时操作系统
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