虚拟计算平台可信平台模块构建技术研究.pdf

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1、Vol．３６No．２舰船电子工程总第２６０期９２ShipElectronicEngineering２０１６年第２期磁虚拟计算平台可信平台模块构建技术研究郑志蓉（海军计算技术研究所北京１００８４１）摘要对虚拟计算平台的引导过程进行了分析，提出了可信平台模块虚拟构建和物理扩展构建的基本原理和流程。可信平台模块虚拟构建方式采用单一物理可信平台模块通过虚拟机管理器为虚拟机提供逻辑独立的可信安全服务。可信平台模块物理构建方式采用多个物理可信平台模块为虚拟机提供物理独立的可信安全服务。关键词可信平台模块；虚拟计算平台；虚拟可信平台模块中图分类号TP３０９．１DOI：１０．３９６９／j．issn．

2、１６７２‐９７３０．２０１６．０２．０２５ConstructionTechnologyofTrustPlatformModuleintheVirtualComputingPlatformZHENGZhirong（ComputerTechnologyInstituteofNavy，Beijing１００８４１）AbstractThebootwayofthevirtualcomputingplatformisanalyzed．Theprincipleandtheprocessofthevirtualtrustplatformmoduleandtherealtrustplatformmodu

3、leconstructionareputforward．Thevirtualtrustplatformmodulegiveslogicalserviceforeveryvirtualmachineusingsinglerealtrustplatform．Therealtrustplatformmodulegivesphysicalserviceforeveryvirtualmachineusingmanyrealtrustplatforms．KeyWordstrustcomputingplatformmodule，virtualtrustcomputingplatform，virtu

4、altrustcomputingplatformmoduleClassNumberTP３０９．１设备进行加电自检，BIOS初始化完成后为虚拟机１引言管理程序（Hypervisor）提供变量相关、时间、唤醒、［１］虚拟计算平台采用的虚拟化技术包括指令虚拟内存服务、重启关机、时钟、交换信息等硬件相级虚拟化、硬件抽象级虚拟化和操作系统级虚拟关服务。随后BIOS启动Hypervisor和虚拟机主化，目前研究最广泛的虚拟化技术是硬件抽象级虚控制域（Domian０），Hypervisor负责虚拟机的执拟化。硬件抽象级虚拟化中的混合模式充分利用行。Domain０控制物理I／O资源，并同时与其他运［

5、９～１０］了操作系统已有的设备驱动实现虚拟机的设备模行于该平台上的虚拟机交互。型，是一种高效和相对安全的虚拟化实现模式。Domain０启动其它虚拟机用户虚拟域（Do‐［２～８］在虚拟计算平台中构建可信平台模块（TPM），mainU）。Domain０包含了两个驱动，支持来自于充分利用虚拟化技术的优势，以TPM为信任根，其它虚拟机的网络和本地磁盘请求。由于Hyper‐建立信任链，保证虚拟机运行环境及其上层操作系visor和Domin０先于用户虚拟域操作系统（Guest统的完整性，能确保整个虚拟计算平台的安全可OS）启动，虚拟机系统中GuestOS是不能直接通信。过访问BIOS来获取启动时

6、所需要的硬件信息的。为了使GuestOS能够得到BIOS提供的硬件信２虚拟计算平台的引导过程息，虚拟机系统通过启动信息页的方式向Guest虚拟计算平台加电后，BIOS会对机器的硬件OS提供硬件信息，使用共享信息页用于在Guest磁收稿日期：２０１５年８月６日，修回日期：２０１５年９月２４日作者简介：郑志蓉，女，博士，高级工程师，研究方向：信息安全。２０１６年第２期舰船电子工程９３OS运行过程中Hypervisor和GuestOS之间对１）vTPM为在虚拟机中运行的操作系统提供CPU状态相关的基本信息进行共享。虚拟BIOS与物理TPM同样的使用模型和命令集。被插入到每个DomainU中

7、，确保操作系统收到所２）vTPM维护着唯一的状态信息和安全信息［１１］有标准的启动指令。（如密钥），虚拟机和其对应的vTPM实例之间的对每个虚拟机内存的初始化分配都是在该机联系必须在虚拟机的整个生命周期中都保持着。创建的时候完成的，不同DomainU间内存分配是当虚拟机在休眠或迁移时，vTPM实例也随着它所静态完成的，保证了不同虚拟机之间内存空间的隔关联的虚拟机而休眠和迁移。离。用户虚拟机初始化时候根据其配置文件由vTPM管理器负责创建、保存、恢复和删除v