CN106059777A - 一种云平台的可信中间件设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种云平台的可信中间件设计方法，所述可信中间件以服务器的TPM2.0为信任根，对云平台中的主机进行可信度量，建立信任链，并与云平台管理软件协作，隔离可信的主机和不可信的主机，保证租户敏感虚拟机仅运行在可信主机中，搭建可信的云管理平台。本发明将可信计算引入IaaS层，与云管理软件（如、InCloud Manager）一同协作，隔离可信计算资源和不可信计算资源；保证租户对底层平台安全的可见性，以及敏感数据/虚拟机仅运行在可信计算资源中；采用自动化调度和扩展，无需管理员和租户干预。

Description

一种云平台的可信中间件设计方法
技术领域
本发明涉及可信计算技术领域，具体涉及一种云平台的可信中间件设计方法。
背景技术
云计算的应用不断深入，让云数据中心建设成为企业IT发展的共识。云数据中心面临的安全挑战比传统数据中心更加严峻：以窃取企业机密数据和情报为目的高级持续性威胁(APT)、虚拟化、BYOD等等新应用元素让云数据中心处于动态变化之中，传统安全防护很难防卫针对云主机的以“Guest OS镜像篡改”、“主机租户攻击”和“虚拟机篡改”为目的的恶意威胁。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明针对以上问题，提供一种云平台的可信中间件设计方法，与传统安全技术相比，基于可信计算技术构建云数据中心，可显著提升云数据中心基础计算设施抵御APT攻击的能力，云数据中心系统和安全管理的灵活性，以及用户数据的安全性。设计可信中间件，以将可信计算技术贯穿云数据中心平台，从体系上全面提升云数据中心安全架构的安全性。
本发明所采用的技术方案为：
一种云平台的可信中间件设计方法，所述可信中间件以服务器的TPM2.0为信任根，对云平台中的主机进行可信度量，建立信任链，并与云平台管理软件协作，隔离可信的主机和不可信的主机，保证租户敏感虚拟机仅运行在可信主机中，搭建可信的云管理平台。
所述可信中间件由可信代理端和可信管理端两大部分组成，其中可信代理端部署在Host OS中，主要用于构建可信计算节点；可信管理端运行于物理服务器或虚拟机中，用于管理可信代理中的各类可信策略和可视化呈现。
所述可信代理端采用分层模块化设计，主要包括服务层、业务层和可信引导及支撑软件，其中：
服务层主要工作是解析可信管理端下发的数据，根据数据包的解析结果调用具体的模块处理可信管理端的业务请求，实现业务管理和服务维护功能，业务管理由业务引擎及组件管理器组成；
业务引擎通过异步消息中间件客户端与可信管理端进行交互，接收可信管理端的业务请求，并将请求转发给组件管理器；
组件管理器负责服务层到业务层的消息转发，通过接收业务引擎的请求消息，拉起对应的业务模块；
服务维护由服务代理和本地维护工具组成；服务代理负责与业务引擎通讯，接收本地维护工具的消息进行可信代理端的管理；
本地维护工具负责可信代理端的本地维护，接收用户的本地输入请求，并将请求转发给服务代理；
业务层是具体的业务处理模块，实现具体业务的处理，其功能包括基础功能、策略配置、远程证明及日志管理，其中：
基础功能：包括注册，心跳等，完成可信代理端向可信管理端的注册、在线上报及定时变更信息检测上报功能；
策略管理：接收可信管理端下发的策略，配置到安全芯片中；
远程证明：根据部署的策略，可信代理端进行主机身份证明和主机完整性证明；
日志管理：远程证明过程中，保存度量日志及操作日志，以便后续完整性校验；
可信代理端的可信引导及支撑软件主要功能是提供可信引导&启动、可信服务支撑，其中：
可信引导&启动主要通过SysLinux可信引导&启动，根据部署在可信代理端的可信策略，对系统引导启动过程进行控制；
可信服务支撑通过安全服务控制，提供业务层对TPM2.0安全芯片访问的通道。
所述可信管理端采用标准J2EE技术开发，基于Java的平台设计，实现针对可信代理端相关策略的集中管理，以及为云平台管理软件及虚拟化软件提供平台联动服务，所述可信管理端采用分层设计，保证数据与业务处理的分离，可信管理端架构共分为五层：数据通信层、数据存储层、业务逻辑层、接口服务层及业务展现层，其中：
接口服务层分为两部分，一部分为业务功能Restful接口，提供系统内部接口供业务展现层调用，另一部分为联动API，负责向云平台管理软件及虚拟化软件提供平台联动功能；
业务逻辑层主要功能包括：可信监控、日志管理、平台联动、策略管理、主机管理和系统管理
数据存储层实现对数据的管理和存储，包括数据库和传统应用其中UI层主要用于用户访问接入；
数据通信层主要负责与代理端进行消息通信，采用RabbitMQ技术来实现。
所述可信管理端通过可信API为云平台管理软件和虚拟化软件提供可信服务。
所述可信代理端部署在虚拟化软件中，通过部署可信策略，进行平台身份证明及完整性证明，构建基于TPM2.0安全芯片的可信主机。
所述可信代理端的业务层模块是以插件的方式实现，便于扩展、维护。
本发明的有益效果为：
本发明将可信计算引入IaaS层，与云管理软件（如、InCloud Manager）一同协作，隔离可信计算资源和不可信计算资源；保证租户对底层平台安全的可见性，以及敏感数据/虚拟机仅运行在可信计算资源中；采用自动化调度和扩展，无需管理员和租户干预。
附图说明
图1为本发明可信中间件框图。
具体实施方式
下面结合附图，根据具体实施方式对本发明进一步说明：
实施例1：
一种云平台的可信中间件设计方法，所述可信中间件以服务器的TPM2.0为信任根，对云平台中的主机进行可信度量，建立信任链，并与云平台管理软件协作，隔离可信的主机和不可信的主机，保证租户敏感虚拟机仅运行在可信主机中，搭建可信的云管理平台。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例所述可信中间件由可信代理端和可信管理端两大部分组成，其中可信代理端部署在Host OS中，主要用于构建可信计算节点；可信管理端运行于物理服务器或虚拟机中，用于管理可信代理中的各类可信策略和可视化呈现。
实施例3
如图1所示，在实施例2的基础上，本实施例所述可信代理端采用分层模块化设计，主要包括服务层、业务层和可信引导及支撑软件，其中服务层主要工作是解析可信管理端下发的数据，根据数据包的解析结果调用具体的模块处理可信管理端的业务请求，实现业务管理和服务维护功能，业务管理由业务引擎（以下简称Engine）及组件管理器（以下简称PluginManager）组成；Engine通过异步消息中间件客户端与可信管理端进行交互，接收可信管理端的业务请求，并将请求转发给PluginManager；PluginManager负责服务层到业务层的消息转发，通过接收Engine的请求消息，拉起对应的业务模块；
服务维护由服务代理（以下简称Agent）和本地维护工具组成；Agent负责与Engine通讯，接收本地维护工具的消息进行可信代理端的管理（启动、停止、升级等）；本地维护工具负责可信代理端的本地维护，接收用户的本地输入请求，并将请求转发给Agent。
业务层是具体的业务处理模块，实现具体业务的处理，其功能包括基础功能、策略配置、远程证明及日志管理，其中：
基础功能：包括注册，心跳等，完成可信代理端向可信管理端的注册、在线上报及定时变更信息检测上报等功能；
策略管理：接收可信管理端下发的策略，配置到安全芯片中；
远程证明：根据部署的策略，可信代理端进行主机身份证明和主机完整性证明；
日志管理：远程证明过程中，保存度量日志及操作日志，以便后续完整性校验；
可信代理端的可信引导及支撑软件主要功能是提供可信引导&启动、可信服务支撑，其中：
可信引导&启动主要通过SysLinux可信引导&启动，根据部署在可信代理端的可信策略，对系统引导启动过程进行控制；
可信服务支撑通过安全服务控制，提供业务层对TPM2.0安全芯片访问的通道。
实施例4
在实施例2的基础上，本实施例所述可信管理端采用标准J2EE技术开发，并为基于Java的平台设计，实现针对可信代理端相关策略的集中管理，以及为云平台管理软件及虚拟化软件提供平台联动服务，所述可信管理端采用分层设计，保证数据与业务处理的分离，可信管理端架构共分为五层：数据通信层、数据存储层、业务逻辑层、接口服务层及业务展现层，其中：
接口服务层分为两部分，一部分为业务功能Restful接口，提供系统内部接口供业务展现层调用，另一部分为联动API，负责向云平台管理软件及虚拟化软件提供平台联动功能；
业务逻辑层主要功能包括：可信监控、日志管理、平台联动、策略管理、主机管理和系统管理。
数据存储层实现对数据的管理和存储，包括数据库和传统应用其中UI层主要用于用户访问接入，在本系统中采用MySQL数据库；
数据通信层主要负责与代理端进行消息通信，采用RabbitMQ技术来实现。
实施例5
在实施例3或4的基础上，本实施例所述可信管理端通过可信API为云平台管理软件和虚拟化软件提供可信服务，所述可信服务包括单个或多个计算节点可信状态，单个或多个计算节点详细的可信状态等。
实施例6
在实施例5的基础上，本实施例所述可信代理端部署在虚拟化软件中，通过部署可信策略，进行平台身份证明及完整性证明，构建基于TPM2.0安全芯片的可信主机。
实施例7
在实施例6的基础上，本实施例所述可信代理端的业务层模块是以插件的方式实现，便于扩展、维护。
实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (7)

1.一种云平台的可信中间件设计方法，其特征在于，所述可信中间件以服务器的TPM2.0为信任根，对云平台中的主机进行可信度量，建立信任链，并与云平台管理软件协作，隔离可信的主机和不可信的主机，保证租户敏感虚拟机仅运行在可信主机中，搭建可信的云管理平台。
2.根据权利要求1所述的一种云平台的可信中间件设计方法，其特征在于，所述可信中间件由可信代理端和可信管理端两大部分组成，其中可信代理端部署在Host OS中，主要用于构建可信计算节点；可信管理端运行于物理服务器或虚拟机中，用于管理可信代理中的各类可信策略和可视化呈现。
3.根据权利要求2所述的一种云平台的可信中间件设计方法，其特征在于，所述可信代理端采用分层模块化设计，主要包括服务层、业务层和可信引导及支撑软件，其中：
服务层主要工作是解析可信管理端下发的数据，根据数据包的解析结果调用具体的模块处理可信管理端的业务请求，实现业务管理和服务维护功能，业务管理由业务引擎及组件管理器组成；
业务引擎通过异步消息中间件客户端与可信管理端进行交互，接收可信管理端的业务请求，并将请求转发给组件管理器；
组件管理器负责服务层到业务层的消息转发，通过接收业务引擎的请求消息，拉起对应的业务模块；
服务维护由服务代理和本地维护工具组成；服务代理负责与业务引擎通讯，接收本地维护工具的消息进行可信代理端的管理；
本地维护工具负责可信代理端的本地维护，接收用户的本地输入请求，并将请求转发给服务代理；
业务层是具体的业务处理模块，实现具体业务的处理，其功能包括基础功能、策略配置、远程证明及日志管理，其中：
基础功能：包括注册，心跳等，完成可信代理端向可信管理端的注册、在线上报及定时变更信息检测上报功能；
策略管理：接收可信管理端下发的策略，配置到安全芯片中；
远程证明：根据部署的策略，可信代理端进行主机身份证明和主机完整性证明；
日志管理：远程证明过程中，保存度量日志及操作日志，以便后续完整性校验；
可信代理端的可信引导及支撑软件主要功能是提供可信引导&启动、可信服务支撑，其中：
可信引导&启动主要通过SysLinux可信引导&启动，根据部署在可信代理端的可信策略，对系统引导启动过程进行控制；
可信服务支撑通过安全服务控制，提供业务层对TPM2.0安全芯片访问的通道。
4.根据权利要求2所述的一种云平台的可信中间件设计方法，其特征在于，所述可信管理端采用标准J2EE技术开发，基于Java的平台设计，实现针对可信代理端相关策略的集中管理，以及为云平台管理软件及虚拟化软件提供平台联动服务，所述可信管理端采用分层设计，保证数据与业务处理的分离，可信管理端架构共分为五层：数据通信层、数据存储层、业务逻辑层、接口服务层及业务展现层，其中：
接口服务层分为两部分，一部分为业务功能Restful接口，提供系统内部接口供业务展现层调用，另一部分为联动API，负责向云平台管理软件及虚拟化软件提供平台联动功能；
业务逻辑层主要功能包括：可信监控、日志管理、平台联动、策略管理、主机管理和系统管理
数据存储层实现对数据的管理和存储，包括数据库和传统应用其中UI层主要用于用户访问接入；
数据通信层主要负责与代理端进行消息通信，采用RabbitMQ技术来实现。
5.根据权利要求3或4所述的一种云平台的可信中间件设计方法，其特征在于，所述可信管理端通过可信API为云平台管理软件和虚拟化软件提供可信服务。
6.根据权利要求5所述的一种云平台的可信中间件设计方法，其特征在于，所述可信代理端部署在虚拟化软件中，通过部署可信策略，进行平台身份证明及完整性证明，构建基于TPM2.0安全芯片的可信主机。
7.根据权利要求6所述的一种云平台的可信中间件设计方法，其特征在于，所述可信代理端的业务层模块是以插件的方式实现，便于扩展、维护。
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