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基于安全芯片的应用方案设计与实施

作　者: 李亚辉
导　师: 罗守山
学　校: 北京邮电大学
专　业: 软件工程
关键词: 安全模块密码信息安全可信计算
分类号: TP393.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

如今,计算机和计算机网络已经进入人类生活,越来越多的应用,如协同办公、电子政务、电子商务、在线娱乐等成为我们日常生活的一部分。然而伴随计算机和计算机网络的发展,病毒、黑客、恶意代码也越来越威胁着网络和网络中存储、传递的信息安全。虽然大量的安全产品和方案,如防病毒软件、防火墙、虚拟专用网、AAA服务器等被广泛地应用,但是网络中数量最大的计算机终端却缺乏必要的安全保护。通过不安全的终端,黑客能够轻易得到用户账户、密码等关键机密信息。更严重的是,一个被黑客破坏,嵌入恶意程序的终端往往成为攻击网络的帮凶,导致网络堵塞,信息丢失等严重事件。为彻底解决终端的安全问题,业界提出在终端中集成一个安全模块(安全芯片)。该芯片具备安全信息存储、密码算法运算、平台配置寄存器等特征。安全芯片可以与非对称密码算法结合,用来标识平台的身份,同时平台配置寄存器可以记录平台的安全状态。硬件存储保护、平台身份标识和平台状态标识这些特性与802.1X.IPsec等相关协议和中间件结合,使基于安全芯片建立硬件级别的可信计算环境成为可能。本文中将探讨与安全芯片相关的信息安全技术、安全芯片应具备的特征,以及新型的应用方案。作者主要进行了如下几个方面的工作:1.阐述信息安全背景技术,对安全芯片应具备的功能特征进行需求描述。2.对安全芯片和可信平台进行框架进行研究。3.研究安全芯片在单机环境下的终端应用场景。4.研究安全芯片的网络安全应用场景。5.对安全芯片与802.1x协议和CA结合,在网络安全中实现终端身份鉴别的网络准入方案进行设计、实现。6.提出与安全芯片相关的后续研究课题。信息安全是信息产品最重要的方向,国内外的领导企业和各国政府、行业机构非常关注信息安全。当前虽然安全芯片已经被大量的集成在计算机中,然而方案的缺乏却阻碍了可信计算的进一步发展。本文归纳、整理了安全芯片及相关信息安全技术,通过一系列实际应用案例的设计和实现说明安全芯片的应用价值,并提出安全芯片在信息安全的未来应用场景。这些研究和具体的方案对安全芯片的应用、推广,对可信计算发展带来价值。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-14
  1.1.信息安全简介  10-11
  1.2.安全芯片为信息安全保驾护航  11-12
  1.3.论文的创新点  12-13
  1.4.论文的结构与主要工作  13-14
第二章信息安全和信息安全产品  14-25
  2.1.信息安全的历史  14-16
  2.2.当前主要信息安全产品  16-24
  2.3.本章小结  24-25
第三章安全芯片和可信平台  25-29
  3.1.安全芯片简述  25-26
  3.2.安全芯片的内部结构  26
  3.3.安全芯片应具备的主要功能  26-27
  3.4.可信平台  27-28
  3.5.安全芯片和可信平台的市场分析  28
  3.6.本章小结  28-29
第四章安全芯片在终端安全的应用  29-39
  4.1.文件加密  29-30
  4.2.帐号和口令管理  30
  4.3.系统登陆控制  30
  4.4.单机信任链的建立  30-31
  4.5.密钥管理模块的设计  31-38
    4.5.1.功能需求描述  31
    4.5.2.软件总体结构图及软件模块对象类划分  31-33
    4.5.3.公钥树管理系统流程图  33-34
    4.5.4.公钥加解/签名系统流程图  34-35
    4.5.5.公钥加密/签名模块详细设计  35-38
  4.6.本章小结  38-39
第五章安全芯片在网络安全中的应用实施  39-59
  5.1.相关的网络安全协议  39-40
    5.1.1.IPSec协议  39-40
    5.1.2.SSL协议  40
  5.2.与安全芯片相关的接口标准  40-41
    5.2.1.CAPI和CSP  40
    5.2.2.PKCS #11  40-41
  5.3.公钥基础设施PKI  41-42
    5.3.1.PKI的功能  41
    5.3.2.数字证书  41-42
    5.3.3.证书机构Certificare Authority  42
  5.4.安全芯片的网络应用场景  42-58
  5.5.本章小结  58-59
第六章安全芯片实现平台身份认证实例  59-66
  6.1.MAC地址绑定认证体系  59
  6.2.安全芯片的优势  59
  6.3.安全芯片的解决方案  59-63
    6.3.1.方案构成组件  59-60
    6.3.2.802.1X认证技术  60-61
    6.3.3.方案部署配置流程  61-62
    6.3.4.方案认证流程  62-63
  6.4.方案优点  63-65
    6.4.1.终端接入可控制  63-64
    6.4.2.部署简单易行  64
    6.4.3.灵活的权限管理  64-65
    6.4.4.无缝融合现有应用  65
  6.5.本章小结  65-66
结束语  66-68
参考文献  68-69
致谢  69

基于安全芯片的应用方案设计与实施

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