虚拟可信平台模块动态信任扩展方法

来源：软件学报杂志2017年第10期北京时间：

作者：余发江,陈列,张焕国

单位：余发江，武汉大学 计算机学院, 湖北 武汉 430072;软件工程国家重点实验室(武汉大学), 湖北 武汉 43007211,陈列，武汉大学 计算机学院, 湖北 武汉 43007202,张焕国，武汉大学 计算机学院, 湖北 武汉 430072;软件工程国家重点实验室(武汉大学), 湖北 武汉 43007203

摘要：将可信计算技术应用到虚拟计算系统中，可以在云计算、网络功能虚拟化（network function virtualization，简称NFV）等场景下，提供基于硬件的可信保护功能.软件实现的虚拟可信平台模块（virtual trused platform module，简称vTPM）基于一个物理TPM（physical TPM，简称pTPM），可让每个虚拟机拥有自己专属的TPM，但需要将对pTPM的信任扩展到vTPM上.现有方法主要采用证书链来进行扩展，但在虚拟机及其vTPM被迁移后，需要重新申请vTPM的身份密钥证书，可能会存在大量的短命证书，成本较高，且不能及时撤销旧pTPM对vTPM的信任扩展，也不能提供前向安全保证.提出了一种vTPM动态信任扩展（dynamic trust extension，简称DTE）方法，以满足虚拟机频繁迁移的需求.DTE将vTPM看作是pTPM的一个代理，vTPM每次进行远程证明时，需从一个认证服务器（authenticaiton server，简称AS）处获得一个有效的时间令牌.DTE在vTPM和pTPM之间建立了紧密的安全绑定关系，同时又能明显区分两种不同安全强度的TPM.在DTE里，vTPM被迁移后，无需重新获取身份秘钥证书，旧pTPM可及时撤销对vTPM的信任扩展，而且DTE可提供前向安全性.从原型系统及其性能测试与分析来看，DTE是可行的.

关键词：可信计算;可信平台模块（TPM）;虚拟可信平台模块（vTPM）;信任扩展

基金资助：国家重点基础研究发展计划（973）（2014CB340600）；国家自然科学基金（61772384）