研究背景
在信息時代,人們越來越依賴于信息系統網站的制作。信息系統,特別是信息系統中運行的各類軟件的安全也越來越受到人們的關注。安全設計本身的不完善可能構成新的信息安全風險。因此,新的風險點、新的漏洞、新的攻擊手法隨時都會出現。自從廣域網出現以來,病毒、木馬、黑客和計算機犯罪,使每個人都對網絡安全產生了恐懼,嚴重制約了信息化的發(fā)展,制約了電子商務和電子政務的發(fā)展。病毒和黑客攻擊的最終目的是非法進入用戶的信息系統,篡改或竊取計算機上的數據。防火墻、殺毒軟件等只能被動抵御這些攻擊。
自20 世紀90 年代中期計算機開始在大眾市場流行以來,安全問題一直困擾著制造商和用戶。在計算機普及初期,機密信息主要通過密碼、非標準存儲格式等方式進行保護。安全原則是依靠信息的合法擁有者與系統外人之間“關鍵信息”的不對稱性來實現的。隨著互聯網的興起,實體之間交換敏感信息需要新技術進一步保證安全性,于是古老的加密技術得到迅速發(fā)展,依靠密碼學和密鑰的結合來保證機密性、完整性和物理完整性的信息。身份的唯一性和操作過程的不可否認性,將這一階段稱為密碼保護技術階段。過去,只有政府機構、商業(yè)銀行、證券交易所、大型網站和一些技術密集型企業(yè)對信息安全提出要求。個人消費者還處于“能否擁有一臺電腦”的階段,自然不會提前考慮安全問題。現階段,提高信息安全的唯一方法就是使用特殊的硬件設備(防火墻等)太神奇了。隨著網絡的互聯互通,特別是互聯網的普及,以信任為前提的網絡設備和協議的全球標準化,建設使得信息交換變得極其容易,同時也讓密碼保護成為一種無法加載的技術或容易繞過。電腦普及后,個人消費者也開始重視信息的安全,但黑客活動也變得猖獗。雖然當時的損害僅限于破壞和竊取用戶數據,損失有限,但用戶開始受到這個問題的影響。困擾。當電子商務和網上銀行開始流行時,安全問題與消費者個人的利益息息相關。然而,防止計算機黑客攻擊的技術并沒有實質性的改進。顯然,電腦在未來的生活中會變得越來越重要。如果不及時改進安全技術,那么這將導致嚴重的問題,甚至反過來制約計算機功能和應用的擴展。
在當今的信息技術環(huán)境中,網絡威脅包括來自內部和外部的威脅、主動攻擊和被動攻擊。網絡威脅的隱蔽性、制度性、邊界模糊性、突發(fā)性、易被忽視等特點要求我們高度重視。同時,隨著人類對網絡辦公自動化的依賴程度越來越高,這種依賴必然會產生脆弱性(技術脆弱性、社會脆弱性、人性脆弱性)。安全設計本身的不完善可能構成新的信息安全風險。因此,新風險點、新漏洞的發(fā)現、新攻擊技術的利用等管理安全問題隨時都會出現。盡管來自網絡的安全威脅與日俱增,但很多威脅并不是以網絡入侵的形式進行的,而是來自合法內部用戶的誤操作或惡意操作。因此,安全管理需要考慮網絡系統的安全配置、正常運行、安全運行、應急響應、安全審計等一系列問題。
如果我們要構建一臺真正安全可靠的計算機,就必須把上面提到的所有可能的攻擊漏洞都填上。對應方案如下:保護內存中的數據,防止未授權和非法窺探;建立可信輸入/輸出系統,防止敏感密碼信息在鍵盤輸入或屏幕輸出過程中被入侵者獲取;創(chuàng)造封閉的程序執(zhí)行,保證程序指令可以有序執(zhí)行,不受其他因素的干擾。由于其內部環(huán)境無懈可擊,入侵者難以進行正常的漏洞攻擊,系統的安全性也將提升到一個新的高度。
傳統的以舊三者(防火墻、入侵監(jiān)控、防病毒)為主的信息安全體系,側重于外部防御,不符合信息安全主要威脅來自內部的實際情況。從構成信息系統的服務器、網絡和終端三個層次來看,現有的保護手段在逐層遞減。人們往往過分關注服務器和網絡設備的保護,而忽視了終端的保護。惡意攻擊的方式多種多樣,第三種是采取阻斷的方式。比如在網絡層進行設防,在外圍阻斷非法用戶和非授權訪問。這種阻斷方式是捕捉黑客攻擊和病毒入侵的特征信息,但其特點是已經發(fā)生的信息滯后,無法科學預測未來的攻擊和入侵。人們因此將底層計算技術與密碼技術緊密結合起來,從而推動信息安全技術的研究進入可信計算技術階段。研究意義
人們對計算機系統的依賴程度越來越高,但病毒、木馬等計算機黑客手段卻在不斷地危害和威脅著計算機系統的信息安全,因此計算機系統的可信計算變得越來越重要。可信計算技術是有效消除計算機網絡和終端威脅的手段之一。傳統的信息安全措施無非是“堵漏洞、筑高墻、防外部攻擊”,但最終的結果卻是防不勝防。主要原因是他們沒有控制不安全問題的根源,而是在外圍進行外部安全措施。阻塞。國家信息化專家咨詢委員會專家沉長祥院士認為,應該在全球范圍內實現可信計算,以解決PC的結構性不安全問題。
自20 世紀70 年代初,Anderson 首次提出可信系統(trustedsyste
m)的概念以來,信息系統的可信性問題就一直受到學術界和工業(yè)界的廣泛關注。可信計算技術是近幾年信息安全領域新的研究熱點,它的研究旨在能有效地解決計算機結構上的不安全,并從根本上提高系統的安全性。可信計算改變了人們傳統的信息安全思維方式,從終端開始防范攻擊,提高了終端系統的安全性,使得信息系統中每個使用者都經過認證和授權,其操作都符合規(guī)定,就不會產生攻擊性事故。‘從終端入手才能解決整個信息系統的安全問題。’沈昌樣院士早在20世紀90年代初期就提出了這一思路。
可信計算技術的實質是要求信息系統中的交易和計算設備要:可信、可靠、安全及受保護。可信,以已知方案運行,并能夠事先與該方案進行通信;可靠,總是可用于交易和通信,并可抵抗病毒和其他入侵;安全,能夠停止多余的干擾或觀察程序;受保護,為了實現計算機保密,只與在常用參數設定范圍內的必要人員共享信息。
可信計算平臺作為實現可信計算技術的核心,已成為信息系統的基礎性和平臺性設備。可信計算平臺的可信根源來自于可信平臺模塊TPM (Trusted Platform Module)。可信平臺模塊是一種硬件設備,與平臺主板相連,用于驗證身份和處理計算機或設備在可信計算環(huán)境中使用的變量。TPM和存儲在其中的數據與平臺所有其他組件分離。可信平臺模塊(TPM)其本身就是一個小型的控制和管理系統,它作為平臺運行時的信任源。系統所有的安全認證和安全調用都通過TPM來完成,并建立起一條網絡一應用軟件一操作系統一硬件一用戶的完整的信任鏈關系。在信任傳輸的作用下,實現安全機制的整體性檢查,從而確保了各環(huán)節(jié)的可信性,進而保證了整個系統的可信性。
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