可信计算方法和安全
- 层级
- 研究生
- 状态
- 建设中
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教学大纲
课程概览
可信计算方法和安全课程研究如何在不完全可信的系统中建立、传递和验证信任。课程覆盖 TPM、TEE、远程证明、安全启动、密钥封存、供应链证明和可信执行的局限。
这是硬件安全、虚拟化和应用密码学交叉的研究生专题课。
先修要求
- 系统安全、应用密码学和体系结构基础。
- 理解密钥、证书和启动链概念。
- 具备阅读系统论文的能力。
学习目标
- 解释信任根、度量启动和远程证明。
- 评估 TPM、TEE 和虚拟化信任边界。
- 设计密钥封存、策略绑定和证明验证流程。
- 分析可信执行中的侧信道和回滚风险。
- 构建一个小型可信计算原型或审计报告。
教学组织
- 每周 2 次课堂:一次讲授核心概念,一次用于实验、论文讨论或项目评审。
- 课程按 16 周推进,每周都有可检查的作业、实验或项目里程碑。
- 强调可复现材料:代码、配置、数据、实验日志和报告需要能被助教或同学复查。
周计划
第 1 周
第 2 周
信任根和威胁模型实验与评审
为一个部署场景定义信任假设。完成配套实验、记录问题,并在课堂评审中解释设计取舍。
第 3 周
第 4 周
TPM、PCR 和度量启动实验与评审
实验 PCR 扩展和度量日志。完成配套实验、记录问题,并在课堂评审中解释设计取舍。
第 5 周
第 6 周
安全启动和密钥封存实验与评审
设计密钥释放策略和回滚防护。完成配套实验、记录问题,并在课堂评审中解释设计取舍。
第 7 周
第 8 周
远程证明协议实验与评审
实现证明验证端原型。完成配套实验、记录问题,并在课堂评审中解释设计取舍。
第 9 周
TEE 和可信执行边界
分析 enclave 的 TCB 和接口风险。
第 10 周
TEE 和可信执行边界实验与评审
分析 enclave 的 TCB 和接口风险。完成配套实验、记录问题,并在课堂评审中解释设计取舍。
第 11 周
第 12 周
虚拟化和云信任实验与评审
评估 confidential computing 声明。完成配套实验、记录问题,并在课堂评审中解释设计取舍。
第 13 周
第 14 周
供应链证明和策略自动化实验与评审
连接构建证明、签名和部署策略。完成配套实验、记录问题,并在课堂评审中解释设计取舍。
第 15 周
第 16 周
可信计算限制与报告实验与评审
提交原型、安全分析和局限说明。完成配套实验、记录问题,并在课堂评审中解释设计取舍。
考核方式
个人作业
25%概念题、阅读题、设计题和小型编程或实验任务。
实验与项目
40%可信计算原型、策略设计、安全分析和论文复盘。
课堂参与与评审
10%参与讨论、演示、代码或论文评审,以及同伴反馈。
期末报告与答辩
25%提交可复现材料、技术报告和演示,说明方法、结果、限制与后续工作。
课程项目
项目可以实现远程证明流程、TPM 密钥封存实验、TEE 应用审计或供应链证明策略。
课程政策
- 允许使用 AI 工具,但所有生成代码、实验记录和设计建议必须经过学生本人审查,并在报告中说明使用方式。
- 严禁提交不能解释的代码、证明、配置或实验结果;答辩时每名成员都需要解释自己负责部分的设计、测试和取舍。
- 迟交会影响迭代评分,但课程更看重可复现、可审计和可维护的结果,而不是临时堆砌。
参考课程
国际名校
- CMU15-793: Secure Computer Systems
- ETH ZurichSystem Security — SECTRS Group
- ETH ZurichTrusted Computing 研究方向
- MITTrusted Computing @ MIT CSAIL
- MIT6.5950 Secure Hardware Design(含 TEE)
- StanfordCS 155: Computer and Network Security(含处理器/TEE安全)
- University of MichiganEECS 598-12: Hardware Security
中国 985 高校
- 上海交通大学网络空间安全学院本科培养体系
- 中国科学技术大学可信融合课题组(IoT安全与可信计算)
- 北京大学高可信软件技术教育部重点实验室
- 清华大学可信网络与系统研究所