[发明专利]一种基于可信密码模块的虚拟磁盘完整性保护系统及方法

权利要求书

1. 一种基于可信密码模块的虚拟磁盘完整性保护系统，基于可信密码模块，其特征在于所述系统包括虚拟磁盘管理模块、虚拟磁盘度量模块、虚拟磁盘验证模块、可信密码模块、可信存储设备；所述虚拟磁盘管理模块用来产生、识别虚拟磁盘容器文件，还用来加载虚拟磁盘容器文件为系统能够识别的虚拟磁盘；

所述虚拟磁盘管理模块与虚拟磁盘度量模块以及虚拟磁盘验证模块连接，虚拟磁盘管理模块在需要时调用虚拟磁盘度量模块和虚拟磁盘验证模块进行完整性度量和验证，同时更新度量值和度量日志；

所述虚拟磁盘度量模块通过调用可信密码模块的杂凑密码算法对虚拟磁盘进行完整性度量；

所述虚拟磁盘验证模块，在加载虚拟磁盘时，调用虚拟磁盘度量模块记录当前虚拟磁盘完整性度量值，并与可信存储设备中存储的最新完整性度量值匹配判断完成完整性验证；

所述可信密码模块是一种提供密码学服务和完整性度量服务的硬件设备，内置于虚拟磁盘完整性保护系统所在计算平台中，提供杂凑密码算法和其他密码学算法进行密码学服务，还包括平台配置寄存器空间可以存储完整性度量值；

所述可信存储设备是连接在虚拟磁盘完整性保护系统所在计算平台中的一个硬件设备，可以是具备非易失性存储空间的USB存储设备或者其他安全存储设备；所述可信存储设备中存储有一个可信列表数据结构，可信列表存储所有虚拟磁盘的可信度量日志数据。

2.一种基于可信密码模块的虚拟磁盘完整性保护方法，基于可信密码模块，其特征在于所述方法包括完成系统所需硬件设备的初始化过程、建立新的虚拟磁盘并为其建立基准度量值、完成虚拟磁盘完整性验证，并根据验证结果加载或者拒绝加载虚拟磁盘、完成卸载虚拟磁盘时的度量值更新工作，具体实现步骤包括：

（1）、连接可信密码模块和可信存储设备到虚拟磁盘完整性保护系统所在计算平台，在可信存储设备内建立可信列表数据结构；

（2）、虚拟磁盘管理模块在建立虚拟磁盘容器文件后调用虚拟磁盘度量模块对所建虚拟磁盘进行完整性度量，完整性度量方法为：虚拟磁盘度量模块调用可信密码模块杂凑密码算法对目标虚拟磁盘容器文件boot sector数据进行杂凑计算，计算所得杂凑值即为目标虚拟磁盘完整性度量值；

所述boot sector数据是虚拟磁盘容器文件前512字节的一段数据，作为磁盘引导扇区数据在加载虚拟磁盘时被识别，所述boot sector数据存储了代表虚拟磁盘的特征数据或者密钥数据，对boot sector数据的完整性度量代表对虚拟磁盘的完整性度量；

虚拟磁盘度量模块完成度量后在可信密码模块平台配置寄存器中扩展所述目标虚拟磁盘完整性度量值，同时记录度量日志到可信存储设备可信列表中；

（3）、当加载虚拟磁盘时，首先虚拟磁盘管理模块调用虚拟磁盘验证模块对加载目标虚拟磁盘进行完整性验证，完整性验证方法如下：虚拟磁盘验证模块首先进行目标虚拟磁盘的完整性度量，度量方法如所述步骤2中度量方法一致；同时虚拟磁盘证模块将目标虚拟磁盘当前完整性度量值扩展到可信密码模块内的寄存器；同时虚拟磁盘验证模块解析可信存储设备中的相应可信列表中的度量日志，将日志中存储的最新完整性度量值与目标虚拟磁盘完整性度量值进行匹配，如果匹配成功，虚拟磁盘管理模块加载目标虚拟磁盘进入可信工作阶段，如果匹配失败，虚拟磁盘管理模块拒绝加载目标虚拟磁盘；

（4）、当卸载虚拟磁盘时，虚拟磁盘管理模块调用虚拟磁盘度量模块对目标虚拟磁盘进行完整性度量，度量方法如所述步骤2中度量方法一致，然后将度量结果在可信密码模块和可信存储设备同时进行更新。