在現(xiàn)如今,由于不安全環(huán)境因素的存在,人們對計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)保護(hù)的關(guān)注度越來越高。鑒于存儲器是數(shù)據(jù)最主要的駐留場所,因此,防范攻擊首要的是對處理器的片外存儲器進(jìn)行保護(hù),其關(guān)鍵技術(shù)手段包括存儲器的機(jī)密性和完整性保護(hù)。存儲器的機(jī)密性保證了數(shù)據(jù)不被攻擊者竊取,完整性保證了數(shù)據(jù)不被攻擊者篡改。本文首先歸納介紹了單處理器結(jié)構(gòu)下的XOM和AEGIS系統(tǒng)框架,然后分別介紹了現(xiàn)有的存儲器機(jī)密性和完整性保護(hù)方案,并進(jìn)行比較和分析。在完整性校驗(yàn)方面,本文在指出現(xiàn)有哈希校驗(yàn)樹缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了基于Bonsai Merkle Tree的Parallel Bonsai Merkle Tree。首先介紹了算法的設(shè)計(jì)思想,改進(jìn)方案的優(yōu)點(diǎn)在于更新校驗(yàn)樹時能夠進(jìn)行并行計(jì)算;然后分析了方案的安全性,并對改進(jìn)的方案進(jìn)行仿真和分析。在機(jī)密性和完整性保護(hù)相結(jié)合方面,對具有認(rèn)證功能的GCM工作模式進(jìn)行了修改和擴(kuò)充,然后將其與Parallel Bonsai Merkle Tree相結(jié)合,方案的主要思想是利用GCM對數(shù)據(jù)塊的并行處理,并且使認(rèn)證部分的延時與訪問存儲器的延時重疊;之后對Cache中校驗(yàn)樹的替換算法進(jìn)行改進(jìn)和分析;最后對方案進(jìn)... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究目標(biāo)與創(chuàng)新點(diǎn)
    1.4 論文的結(jié)構(gòu)
第二章 相關(guān)工作介紹
    2.1 單處理器結(jié)構(gòu)下的存儲器安全模型
    2.2 存儲器保護(hù)系統(tǒng)框架
        2.2.1 XOM 系統(tǒng)框架
        2.2.2 AEGIS 系統(tǒng)框架
    2.3 存儲器機(jī)密性保護(hù)技術(shù)
        2.3.1 直接塊加密方式（Direct Block Encryption）
        2.3.2 OTP 加密方式（One Time Pad Encryption）
    2.4 存儲器完整性保護(hù)技術(shù)
        2.4.1 Merkle Tree
        2.4.2 Bonsai Merkle Tree
    2.5 小結(jié)
第三章 完整性校驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
    3.1 完整性保護(hù)威脅模型
    3.2 Parallel Bonsai Merkle Tree
        3.2.1 Merkle Tree 的缺點(diǎn)分析
        3.2.2 PBMT 的原理
    3.3 PBMT 的分析
        3.3.1 PBMT 的安全性分析
        3.3.2 PBMT 的仿真與分析
    3.4 小結(jié)
第四章 存儲器保護(hù)方案設(shè)計(jì)與仿真
    4.1 存儲器保護(hù)的系統(tǒng)構(gòu)架
    4.2 存儲器保護(hù)方案
        4.2.1 GCM 工作模式
        4.2.2 加密和完整性校驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        4.2.3 Hash Tree 替換算法
        4.2.4 系統(tǒng)流程
    4.3 仿真與分析
    4.4 小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文



本文編號：3508136