55AA-017

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 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 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 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 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 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 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 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 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

概念题、阅读题、设计题和小型编程或实验任务。

25%
实验与项目

可信计算原型、策略设计、安全分析和论文复盘。

40%
课堂参与与评审

参与讨论、演示、代码或论文评审,以及同伴反馈。

10%
期末报告与答辩

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。

25%

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