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一種基于影子頁(yè)表+的軟件型vTPM密鑰秘密信息保護(hù)方案
關(guān)鍵詞：虛擬機(jī)管理器 可信計(jì)算模塊虛擬化 內(nèi)存保護(hù) 影子頁(yè)表
摘要：由于TPM是一塊資源受限的硬件芯片,在可信虛擬平臺(tái)上所有用戶(hù)虛擬機(jī)都通過(guò)共享TPM方式來(lái)實(shí)現(xiàn)可信計(jì)算的功能是不現(xiàn)實(shí)的.因此,當(dāng)前不少虛擬平臺(tái)在對(duì)TPM虛擬化時(shí)采用軟件仿真方式,但現(xiàn)有虛擬機(jī)環(huán)境中的許多惡意攻擊均能竊取和破壞此類(lèi)vTPM運(yùn)行時(shí)的密鑰秘密信息,特別在全虛擬化和硬件虛擬化平臺(tái)環(huán)境中,整個(gè)虛擬機(jī)均處于VMM的用戶(hù)空間中, vTPM的密鑰秘密信息更容易遭到攻擊,這將嚴(yán)重影響虛擬機(jī)和vTPM的安全.為此,本文提出了一種基于影子頁(yè)表+的軟件型vTPM密鑰秘密信息保護(hù)方案.該方案主要是在全虛擬化或硬件虛擬化平臺(tái)中通過(guò)新增影子頁(yè)表管理模塊MMU-vTPM來(lái)保護(hù)vTPM的密鑰秘密信息,該管理模塊通過(guò)對(duì)vTPM密鑰私有內(nèi)存頁(yè)表的訪問(wèn)控制來(lái)阻止其他進(jìn)程非法訪問(wèn)和破壞vTPM密鑰秘密信息私有內(nèi)存.而且為了防止惡意用戶(hù)對(duì)MMU-vTPM模塊進(jìn)行篡改,采用TPM的靜態(tài)度量機(jī)制和動(dòng)態(tài)度量機(jī)制對(duì)該模塊進(jìn)行完整性保護(hù).最后,基于Xen實(shí)現(xiàn)了該方案.測(cè)試結(jié)果表明,該方案能夠在保證vTPM的vEK和v SRK等關(guān)鍵密鑰秘密信息的安全性,而且不會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的性能損失.
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