基于TPCM的服务器可信PXE启动方法

doi:10.11959/j.issn.2096-109x.2020079

网络与信息安全学报 ›› 2020, Vol. 6 ›› Issue (6): 105-111.doi: 10.11959/j.issn.2096-109x.2020079

基于TPCM的服务器可信PXE启动方法

刘国杰^1,²,张建标^1,²()

¹ 北京工业大学信息学部，北京 100124
² 可信计算北京市重点实验室，北京 100124

修回日期:2020-10-24 出版日期:2020-12-15 发布日期:2020-12-16
作者简介:刘国杰（1982- ），男，山东东营人，北京工业大学博士生，主要研究方向为网络与信息安全、可信计算|张建标（1969- ），男，江苏海门人，博士，北京工业大学教授、博士生导师，主要研究方向为网络与信息安全、可信计算
基金资助:
国家自然科学基金(61971014);国防科技实验信息安全实验室对外开放项目(2015XXAQ08)

TPCM-based trusted PXE boot method for servers

Guojie LIU^1,²,Jianbiao ZHANG^1,²()

¹ Faculty of Information Technology,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China
² Beijing Key Laboratory of Trusted Computing,Beijing 100124,China

Revised:2020-10-24 Online:2020-12-15 Published:2020-12-16
Supported by:
The National Natural Science Foundation of China(61971014);National Defense Science and Technology Laboratory of Information Security(2015XXAQ08)

摘要/Abstract

摘要：

PXE 启动机制通过网络下载操作系统文件并启动操作系统，广泛应用于服务器网络启动。通过可信计算技术保障PXE启动过程的安全可信，防止PXE启动文件被恶意篡改，确保服务器的安全可信运行。网络安全等级保护标准要求基于可信根对服务器设备的系统引导程序、系统程序等进行可信验证。根据等级保护标准要求，提出一种基于TPCM的服务器可信PXE启动方法，保障服务器的BIOS固件、PXE启动文件、Linux系统文件的安全可信。在服务器进行PXE启动时，由TPCM度量BIOS固件，由BIOS启动环境度量PXE启动文件，由PXE启动环境度量Linux系统文件。以TPCM为信任根逐级度量、逐级信任，建立信任链，建立可信的服务器运行环境。所提方法在国产自主可控申威服务器上进行了实验，实验结果表明所提方法是可行的。

关键词: 信息安全, 可信计算, 可信平台控制模块, 可信启动

Abstract:

The PXE startup mechanism downloads operating system files through the network and starts the operating system,which is widely used in server network startup.It is widely used in server network startup.The PXE boot process is secured and trusted through trusted computing technology to prevent the PXE boot file from being tampered with maliciously,ensuring the safe and reliable operation of the server.The cyber security classified protection standard requires that the system boot program and system program of the server device be trusted and verified based on the trusted root.A TPCM-based server trusted PXE boot method based on the requirements of classified protection standard was proposed to ensure the security and trust of the server's BIOS firmware,PXE bootfiles,and Linux system files.When the server performs PXE boot,TPCM measured BIOS firmware,BIOS boot environment measured PXE boot files,and PXE boot environment measured Linux system files.Taking TPCM as the root of trust,one level of measurement,one level of trust,and a chain of trust were established to achieve a trusted server operating environment.The proposed method was tested on a domestically-controlled,self-controllable Shenwei server.The experimental results show that the proposed method is feasible.

Key words: information security, trusted computing, TPCM, trusted startup

中图分类号:

TP393

刘国杰,张建标. 基于TPCM的服务器可信PXE启动方法[J]. 网络与信息安全学报, 2020, 6(6): 105-111.

Guojie LIU,Jianbiao ZHANG. TPCM-based trusted PXE boot method for servers[J]. Chinese Journal of Network and Information Security, 2020, 6(6): 105-111.

图/表 5

参考文献 18

[1]	冯登国, 秦宇, 汪丹 ,等. 可信计算技术研究[J]. 计算机研究与发展, 2011,48(8): 1332-1349.
	FENG D G , QIN Y , WANG D ,et al. Research on trusted computing technology[J]. Journal of Computer Research ＆ Development, 2011,48(8): 1332-1349.
[2]	SHEN C X , ZHANG H G , WANG H M ,et al. Research on trusted computing and its development[J]. Science in China Series F (Information Science), 2010,53(3): 405-433.
[3]	ZHANG H G , LUO J G , JIN G ,et al. Development of trusted computing research[J]. Wuhan University Journal of Natural Sciences, 2006,11(6): 1407-1413.
[4]	陈广勇, 祝国邦, 范春玲 . 《信息安全技术网络安全等级保护测评要求》（GB/T 28448-2019）标准解读[J]. 信息网络安全, 2019,19(7): 1-7.
	CHEN G Y , ZHU G B , FAN C L . Information security technology—evaluation requirement for classified protection of cyber security(GB/T 28448-2019)standard interpretation[J]. Netinfo Security, 2019,19(7): 1-8.
[5]	何欣枫, 田俊峰, 刘凡鸣 . 可信云平台技术综述[J]. 通信学报, 2019,40(2): 158-167.
	HE X F , TIAN J F , LIU F M . Survey on trusted cloud platform technology[J]. Journal on Communications, 2019,40(2): 158-167.
[6]	刘川意, 王国峰, 林杰 ,等. 可信的云计算运行环境构建和审计[J]. 计算机学报, 2016,39(2): 339-350.
	LIU C Y , WANG G F , LIN J ,et al. Practical construction and audit for trusted cloud execution environment[J]. Chinese Journal of Computers, 2016,39(2): 339-350.
[7]	BAI G , HAO J , WU J ,et al. TrustFound:towards a formal foundation for model checking trusted computing platforms[C]// International Symposium on Formal Methods. 2014.
[8]	VON BOMHARD N , AHLBORN B , MASON C ,et al. The trusted server:a secure computational environment for privacy compliant evaluations on plain personal data[J]. Plos One, 2018,13(9): 1-19.
[9]	吴奇烜, 马建峰, 孙聪 . 采用完整性威胁树的信息流完整性度量方法[J]. 网络与信息安全学报, 2019,5(2): 50-57.
	WU Q X , MA J F , SUN C . Information flow integrity measurement method using integrity threat tree[J]. Chinese Journal of Network and Information Security, 2019,5(2): 50-57.
[10]	胡浩, 刘玉岭, 张玉臣 ,等. 基于攻击图的网络安全度量研究综述[J]. 网络与信息安全学报, 2018,4(9): 1-16.
	HU H , LIU Y L , ZHANG Y C ,et al. Survey of attack graph based network security metric[J]. Chinese Journal of Network and Information Security, 2018,4(9): 1-16.
[11]	田俊峰, 常方舒 . 基于 TPM 联盟的可信云平台管理模型[J]. 通信学报, 2016,37(2): 1-10.
	TIAN J F , CHANG F S . Trusted cloud platform management model based on TPM alliance[J]. Journal on Communications, 2016,37(2): 1-10.
[12]	LI Y H , ZHANG Y D , LI P ,et al. An efficient trusted chain model for real-time embedded systems[C]// International Conference on Computational Intelligence ＆ Security. 2016.
[13]	CONG W N , CAO K . Enabling secure and efficient ranked keyword search over outsourced cloud data[J]. IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, 2012,23(23): 1467-1479.
[14]	沈昌祥, 张大伟, 刘吉强 ,等. 可信 3.0 战略:可信计算的革命性演变[J]. 中国工程科学, 2016,18(6): 53-57.
	SHEN C X , ZHANG D Q W , LIU J G ,et al. The strategy of TC 3.0:a revolutionary evolution in trusted computing[J]. Strategic Study of CAE, 2016,18(6): 53-57.
[15]	张兴, 黄强, 沈昌祥 . 一种基于无干扰模型的信任链传递分析方法[J]. 计算机学报, 2010,33(1): 74-81.
	ZHANG X , HUANG Q , SHEN C X ,et al. A formal method based on noninterference for analyzing trust chain of trusted computing platform[J]. Chinese Journal of Computers, 2010,33(1): 74-81.
[16]	郭颖, 毛军捷, 张翀斌 ,等. 基于可信平台控制模块的主动度量方法[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2012,52(10): 1465-1473.
	GUO Y , MAO J J , ZHANG C B ,et al. Active measures based on a trusted platform control module[J]. Journal of Tsinghua University, 2012,52(10): 1465-1473.
[17]	王勇, 许荣强, 任兴田 ,等. 可信计算中信任链建立的形式化验证[J]. 北京工业大学学报, 2016,42(3): 387-392.
	WANG Y , XU R Q , REN X T ,et al. Formal verification of establishment of chain of trust in trusted computing[J]. Journal of Beijing University of Technology, 2016,42(3): 387-392.
[18]	HUANG G , YANG B . Research and improvement on PXE security of dynamic distributed network of non-fixed disk[J]. Journal of Computers, 2012,7(7): 1681-1687.

基于TPCM的服务器可信PXE启动方法

TPCM-based trusted PXE boot method for servers

在线阅读

pdf下载

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 5

参考文献 18

相关文章 15

Metrics

推荐阅读 0

[1]	胡桥,胡玉鹏,廖鑫,秦拯,孙建华,张吉良. 湖南大学信息安全专业本科培养计划修订调查分析及改进思路[J]. 网络与信息安全学报, 2020, 6(4): 153-158.
[2]	曲强,于洪涛,黄瑞阳. 基于注意力机制的社交垃圾文本检测方法[J]. 网络与信息安全学报, 2020, 6(1): 54-61.
[3]	赵波, 李想, 严飞, 张立强, 张焕国. 面向第三方的云平台可信性在线评测及分析技术[J]. 网络与信息安全学报, 2019, 5(5): 90-104.
[4]	李济洋,赵鹏远,刘喆. 基于加密SD卡的内网移动终端可信接入方案[J]. 网络与信息安全学报, 2019, 5(4): 108-118.
[5]	贾春福,李瑞琪,田美琦,程晓阳. 信息安全与法学复合型人才培养模式[J]. 网络与信息安全学报, 2019, 5(3): 31-35.
[6]	左金鑫,郭子裕,李瑾,张洁,陆月明. 机密稳健复杂系统安全性评估方法[J]. 网络与信息安全学报, 2019, 5(2): 58-65.
[7]	陈舒荻,朱友文. 抗肩窥攻击的安全口令输入方法[J]. 网络与信息安全学报, 2019, 5(1): 87-93.
[8]	程莹. 风险管理模式下的数据保护影响评估制度[J]. 网络与信息安全学报, 2018, 4(8): 63-70.
[9]	喻潇,田里,刘喆,王捷. 智能电网PDA终端的密钥管理和认证研究[J]. 网络与信息安全学报, 2018, 4(3): 68-75.
[10]	张建标,朱元曦,胡俊,王晓. 面向云环境的虚拟机可信迁移方案[J]. 网络与信息安全学报, 2018, 4(1): 6-14.
[11]	毋泽南,田立勤,王志刚. 基于机器学习的Web用户行为认证[J]. 网络与信息安全学报, 2018, 4(1): 45-51.
[12]	范新民. 基于移动学习和翻转课堂深度融合的网络信息安全课程教学创新实践与探索[J]. 网络与信息安全学报, 2017, 3(9): 61-66.
[13]	孟缘,吴培群. 我国高校信息安全教师专业学缘特点研究[J]. 网络与信息安全学报, 2017, 3(7): 64-69.
[14]	李连朋,罗宏. 国内外金融业信息安全综述[J]. 网络与信息安全学报, 2017, 3(2): 9-19.
[15]	徐军. 基于生物特性可信接入协议的可信计算移动终端的应用研究[J]. 网络与信息安全学报, 2017, 3(2): 66-76.