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基于可信计算的PMAS终端的研究与设计

作　者: 唐彬
导　师: 潘正运
学　校: 解放军信息工程大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: PMAS终端 可信计算 可信平台模块 基本输入输出系统 USB-TPM
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 63次
引　用: 1次
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内容摘要


在警务移动代理服务(Police Mobile Agent Server,PMAS)系统中,终端缺乏有效的可信机制。本文通过引入可信计算机制来增强PMAS终端的安全性能。可信平台模块是可信计算的基础。作为可信根,它为可信计算平台提供可信度量、可信存储和可信报告等功能,以此为平台提供可信机制。本文学习了可信计算技术,对可信平台模块进行了深入细致的研究。首先对可信计算、可信平台等内容进行了阐述,着重研究了可信平台模块的硬件结构和应用程序接口(Application Programming Interface,API)。通过对可信平台、可信平台模块的研究,为可信计算技术在PMAS终端上的应用打下基础。随后在PMAS终端中引入USB-TPM模块,并对BIOS的引导过程进行改进,接着对BIOS系统进行了安全增强,从总体上提出了PMAS终端体系结构,然后分别对USB-TPM和BIOS改进模块进行了设计。随后对USB-TPM安全管理软件进行了设计与实现,该软件从多个方面对USB-TPM进行管理和使用,包括:硬件设备管理、密钥和算法管理、用户管理、安全存储、数据加密。最后对BIOS进行了具体的更新设计。引入USB-TPM模块后,PMAS终端能够进行基于USB-TPM的身份认证,而且能够调用USB-TPM模块的可信机制;基于USB-TPM模块,对PMAs终端的BIOS引导过程进行改进,并在该系统中增加了安全子模块,确保了系统的安全。通过以上两方面的设计,最终实现了PMAS终端的安全可信,从源头上确保了PMAS系统的安全可信。

全文目录


摘要  7-8
Abstract  8-9
第一章 绪论  9-14
  1.1 课题背景与意义  9-10
    1.1.1 课题的背景  9
    1.1.2 PMAS系统  9
    1.1.3 存在的主要问题  9-10
    1.1.4 课题的意义  10
  1.2 国内外研究现状  10-13
    1.2.1 可信计算技术  10-11
    1.2.2 可信平台方案  11-13
  1.3 论文的主要工作与结构  13-14
第二章 可信计算技术的研究与分析  14-22
  2.1 可信计算概念  14-16
    2.1.1 可信计算的思想  14-15
    2.1.2 可信计算平台综述  15-16
  2.2 可信计算机制  16-18
    2.2.1 可信计算平台机制  16-17
    2.2.2 信任链传递度量机制  17-18
  2.3 可信平台模块TPM  18-21
    2.3.1 TPM的硬件体系结构  18-20
    2.3.2 TPM的应用程序接口API  20-21
  2.4 本章小结  21-22
第三章 可信PMAS终端的设计  22-36
  3.1 基于典型的可信终端平台的分析  22-24
    3.1.1 典型的可信终端平台实现框架  22-23
    3.1.2 可信终端平台体系结构实例  23-24
  3.2 采用USB-TPM的必要性  24-28
    3.2.1 TPM的构建方式  24-25
    3.2.2 理论上的分析假设  25-27
    3.2.3 现实上的必要性  27-28
  3.3 可信PMAS终端的整体设计  28-32
    3.3.1 PMAS终端的可信体系结构  28-29
    3.3.2 PMAS终端的可信连接模型  29-30
    3.3.3 PMAS的USB-TPM终端方案  30-31
    3.3.4 PMAS终端的改进BIOS方案  31-32
  3.4 PMAS终端的身份认证和可信初始化过程  32-35
    3.4.1 USB-TPM与PMAS终端及设备持有者的认证  32-33
    3.4.2 PMAS终端平台的可信初始化算法  33-34
    3.4.3 PMAS终端改进后的可信性分析  34-35
  3.5 本章小结  35-36
第四章 USB-TPM的研究与设计  36-56
  4.1 USB-TPM知识介绍  36-37
    4.1.1 USB系统知识介绍  36
    4.1.2 USB-TPM功能特点  36-37
  4.2 USB-TPM的总体设计  37-41
    4.2.1 USB-TPM的系统模型  37-38
    4.2.2 USB-TPM的硬件设计  38-39
    4.2.3 USB-TPM的软件设计  39-41
    4.2.4 USB-TPM的固件设计  41
  4.3 USB-TPM固件中的函数调用  41-45
    4.3.1 EK的创建和释放  41-42
    4.3.2 所有者的创建  42-43
    4.3.3 AIK的创建和激活  43
    4.3.4 密钥的管理  43-44
    4.3.5 数据的加解密  44-45
  4.4 USB-TPM管理软件的设计  45-50
    4.4.1 USB-TPM硬件设备管理模块  45-46
    4.4.2 USB-TPM密钥管理模块  46-48
    4.4.3 USB-TPM用户管理模块  48-49
    4.4.4 USB-TPM算法管理模块  49
    4.4.5 USB-TPM数据加密模块  49-50
  4.5 USB-TPM管理软件的实现  50-55
    4.5.1 开发和运行环境  50
    4.5.2 软件的总体结构  50-52
    4.5.3 PMAS终端上的应用  52-55
  4.6 本章小结  55-56
第五章 PMAS终端BIOS的改进和增强  56-69
  5.1 BIOS概述  56
    5.1.1 BIOS的概念  56
    5.1.2 BIOS的功能  56
  5.2 对BIOS引导过程的可信改进  56-60
    5.2.1 BIOS的传统引导过程  57
    5.2.2 BIOS引导改进思想  57-58
    5.2.3 BIOS改进后的引导过程  58-60
  5.3 对BIOS系统的安全增强  60-64
    5.3.1 BIOS增强的设计思想  60
    5.3.2 BIOS增强模块的设计  60-62
    5.3.3 BIOS增强的流程  62-64
  5.4 对BIOS的更新实现  64-68
    5.4.1 BIOS中身份认证模块的设计  64-66
    5.4.2 PMAS终端中BIOS的更新流程  66-67
    5.4.3 BIOS更新的具体实现步骤  67-68
    5.4.4 BIOS更新注意事项和失败应对  68
  5.5 本章小结  68-69
第六章 总结与展望  69-71
  6.1 总结  69
  6.2 展望  69-71
参考文献  71-73
作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作  73-74
致谢  74

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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 > 程序设计、软件工程 > 软件工程 > 软件开发
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