基于可信执行环境的智能密码钥匙设计与实现

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1、基于可信执行环境的智能密码钥匙设计与实现作者姓名张亚飞导师姓名、职称谢四江教授一级学科计算机科学与技术二级学科计算机应用技术申请学位类别工学硕士提交学位论文日期2014年11月学校代码10701学号1203121750分类TN82号TP39密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于可信执行环境的智能密码钥匙设计与实现作者姓名：张亚飞一级学科：计算机科学与技术二级学科：计算机应用技术学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：谢四江教授提交日期：2014年11月ADesignandImplementationofUSBKeyBasedonTEEAthesissubmitted

2、toXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinComputerScienceandTechnologyByZhangYafeiSupervisor:Prof.XieSijiangNovember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包

3、含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子

4、科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要随着移动网络技术和移动终端的发展，人们获取信息和处理事务的方式也渐渐由PC端转移到移动终端。近年来，平板电脑、智能手机等的迅速普及使得这些设备越来越多的接触到用户的敏感信息，而这些移动设备操作系统的开放性却无法保证设备的安全，网站账户被盗，银行卡内资金丢失的状况时有发生。可信执行环境TEE(TrustedExecutionEnvironment)——采用硬件支持的隔离执行技术，由独立于智能移动终端操作系统的、隔离的、可扩展的执行环境来负责安全应用的执行。通过在智能终端操作系统中保

5、留一部分进程，随时对操作进行监控，并为可信执行环境中安全程序的开发提供统一的接口，从硬件层次上保证移动终端运行的安全。在手机被ROOT的情况下，TEE环境也不会被破坏，保证了内部敏感数据的安全。本文主要利用TEE的相关技术，在智能移动终端上完成了一个具有数字签名功能的智能密码钥匙，通过结合我们平时使用智能密码钥匙进行签名交易的应用场景详细分析了基于TEE的智能密码钥匙在提高支付系统安全性方面所起的作用。本文首先介绍了支持TEE的ARMTrustZone硬件技术和GlobalPlatform发布的TEE软件结构框架，并详细阐述了TEE中的几项关键技术及其实现函数；其次

6、，利用TEE设计了一个智能密码钥匙，并对其中的智能密码钥匙API、维护工具及智能密码钥匙服务端三部分进行了设计与实现，通过将所有关于密码运算、关键数据存储及可信输入输出功能的实现放入TEE内，保证了数据处理过程的安全；再次，通过结合基于智能密码钥匙安全支付系统详细描述了基于TEE的智能密码钥匙在系统中的工作流程和作用。最后，利用OpenVirtualization开源项目实现了基于TEE的智能密码钥匙，并对其进行了功能测试。结果表明该系统具有一定的现实意义。关键词：可信执行环境，TrustZone，智能密码钥匙，支付安全论文类型：应用基础研究类I西安电子科技大学硕士

7、学位论文IIABSTRACTABSTRACTWiththedevelopmentofmobilenetworktechnologiesandmobileterminals,thewaypeoplegetinformationanddealwithaffairshasgraduallytransferredfromthePCtothemobileterminal.Inrecentyears,therapidegrowingoftabletPCs,smartphonesandothersmakesthesedevicesmoreandmoreaccessiblege