3GPP网络中多分支信任链完整性测量架构的设计与实现

摘要

可信计算技术是一个近年来新兴的技术领域，在最近的几年获得了飞速的发展。可信计算技术中一个重要的研究领域，就是对计算机系统的完整性状态的测量、监控。近年来，可信计算技术的兴起，为增强计算机系统的安全，保证其可信的运行状态提供了很好的技术解决思路。
　　 本文研究了可信计算完整性测量架构及其在3GPP网络中的应用，主要完成了以下几方面的工作：
　　 1.分析和研究了可信技术的发展和历史。深入研究了可信平台技术以及可信平台技术的物理实现实体TPM的结构和主要功能。
　　 2.研究了网络连接（TNC）的协议的功能和协议架构，并且在此基础上研究了TNC-CS协议的在完整性测量架构中的作用。
　　 3.深入分析了可信平台服务（PTS）的架构和主要功能，并在此基础上深入分析了IBM公司提出的IMA（Integrity Measurement Architecture）完整性测量架构，指出了现有IMA架构的两个缺陷，网络带宽占用大，以及存在隐私性问题。本文提出的改进方法对计算机提供的应用服务进行了分组，并在此基础上构建了多分支的信任链和新的测量架构，分析表明，该方法解决了IMA架构存在的远程完整性认证带宽占用大以及隐私性等问题。
　　 4.对3GPP—SAE网络进行了研究，在深入分析E—UTRAN与MME的控制面协议栈中的SCTP协议的基础上，提出了在SCTP连接建立阶段嵌套TNC-CS消息的解决方案，成功实现了3GPP—SAE网络中对TNC-CS协议的支持。
　　 5.在利用SCTP协议嵌套TNC-CS协议的基础上，将基于的多分支信任链完整性测量架构应用到了HeNB家庭基站上，实现了MME实体对运营商3GPP—SAE网络中的HeNB的完整性挑战和验证。通过该HeNB完整性测量的方案，电信运营商可以对接入和核心网的HeNB的完整性状态达到很好的监控目的，从而防止被攻击或者存在安全隐患的HeNB对运营商网络的破坏。
　　 由于3GPP—SAE网络广阔的发展前景和家庭基站（HeNB）的应用，HeNB的安全需求将更加紧迫，而对HeNB的完整性测量和基于应用分组的多分支信任链完整性测量架构的应用前景将更加广泛。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 论文的内容和组织结构

1.3 论文的主要创新点和研究成果

1.4 论文的研究意义

第二章 可信完整性测量架构分析及对可信网络连接的研究

2.1 可信计算的历史

2.1.1 容错计算阶段

2.1.2 安全操作系统阶段

2.1.3 网络安全阶段

2.2 可信平台技术及可信平台模块(TPM)

2.2.1 可信平台技术

2.2.2 可信平台技术的物理实现—可信平台模块(TPM)

2.3 可信网络连接(TRUSTED NETWORK CONNECTION，TNC)

2.3.1 TNC的协议架构

2.3.2 TNC的运作原理和流程

2.4 小结

第三章 基于应用分组的多分支信任链完整性测量架构

3.1 可信平台服务(PTS)

3.1.1 PTS架构图

3.1.2 PTS的功能

3.1.3 PTS在完整性挑战流程中的作用

3.2 深入分析完整性测量架构(IMA)

3.3.1 完整性测量中的信任根和信任链

3.3.2 Interate Measurement Architecture(IMA)架构分析

3.3 IMA架构的缺陷

3.4 基于应用分组的多分支信任链完整性测量架构

3.5 小结

第四章 3GPP—SAE网络中应用完整性测量架构应用可行性研究

4.13GPP—SAE网络协议架构

4.1.1 网络架构演进需求

4.1.2 SAE架构

4.1.3 SAE候选方案

4.2 HENB和MME之间的传输协议—SCTP

4.2.1 SCTP简介

4.2.2 SCTP的主要应用

4.2.3 SCTP协议栈

4.3 利用SCTP协议承载TNC—CS消息方案

4.3.1 SCTP通信过程

4.3.2 SCTP协议数据包嵌套TNCCS消息

4.3.2 利用SCTP协议简历TNCCS连接

4.4 小结

第五章 HENB完整性测量方案

5.1 Home NodeB(HeNB)简介

5.2 HeNB完整性测量方案的总体思路

5.3 HeNB的完整性测量流程

5.4 HeNB的完整性挑战和验证流程

5.4 小结

结束语

参考文献

致谢

附录

攻读学位期间发表的学术论文