基于vtpm对虚拟机进行安全保护的方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及互联网技术领域，特别涉及一种基于VTPM对虚拟机进行安全保护的方法及系统。
【背景技术】
[0002]在现代生活中，互联网为用户的生活带来了极大的便利，同时也滋生了很多欺诈和犯罪行为，加上互联网上客观存在的各种各样的漏洞，就衍生出一系列信息安全问题。随着互联网日益深入到政治、军事、经济、文化、生活的方方面面，信息安全已成为影响国家安全、社会稳定、经济发展的重大问题，必须采取有力措施保障信息安全。
[0003]以对虚拟机的安全进行保护为例，当前主要通过物理主机中的TPM为虚拟机中的VTPM(Virtualizing the Trusted Platform Module，虚拟可信平台模块)创建根密钥，VTPM利用该根密钥为虚拟机创建密钥保护体系，以保护虚拟机的敏感信息、存储虚拟环境度量值、为虚拟机提供远程证明等。对于VTPM对虚拟机进行安全保护的过程如下:
[0004]TPM为物理主机创建AIK(Attestat1n Identity Key，证言身份密钥)，隐私CA(Certificat1n Authority，证书)对所创建的AIK进行签名后，TPM将签名后的AIK及Quote(引用)命令发送至物理主机上的任一 VTPM，该VTPM通过采用签名后的AIK及Quote命令，为虚拟机创建EK'，并基于EK'为虚拟机创建AIK'，进而基于所创建的EK'和AIK'对虚拟机的安全进行保护。
[0005]在实现本发明的过程中，发明人发明现有技术至少存在以下问题:
[0006]在上述过程中，VTPM得以对虚拟机进行安全保护主要依赖于TPM所创建的AIK，而当虚拟机从一个物理主机迀移到另一个物理主机上时，VTPM为虚拟机创建的密钥保护体系将不再适用，此时需要在新的物理主机上为虚拟机重新创建新的密钥保护体系，该过程不仅操作复杂、资源消耗较大，且破坏了虚拟机中的密钥层次。
【发明内容】
[0007]为了解决相关技术的问题，本发明实施例提供了一种基于VTPM对虚拟机进行安全保护的方法及系统。
[0008]第一方面，本发明实施例提供了一种基于VTPM对虚拟机的安全进行保护的方法，该方法包括:当虚拟机在虚拟平台上初次运行时，虚拟机向物理主机发送基础种子获取请求，该基础种子获取请求中携带1]1110(1]11；^6183117 Unique Identifier，通用唯一标识码)等信息。物理主机接收虚拟机发送的基础种子获取请求，并将基础种子获取请求中所携带的UUID发送至KMC(Key Management Center，密钥管理中心)dKMC基于该UUIID生成基础种子，并将所生成的基础种子发送至虚拟机。当接收机到KMC发送的基础种子，虚拟机根据基础种子为VTPM创建根密钥，进而创建密钥保护体系。由于该基础种子并不依赖于物理主机，而是由KMC进行派发，因而当虚拟机从一个物理主机上迀移到另一个物理主机时，虚拟机可根据该基础种子重新为VTPM创建密钥保护体系，以保护虚拟机中数据安全。
[0009]在一个可能的设计中，物理主机可根据预先配置的KMC地址，有针对性地向该KMC地址所指向的KMC发送密钥保护请求。当接收物理主机发送的密钥保护请求时，KMC从密钥数据库中随机获取一个非对称密钥，存储该非对称密钥中的私钥，同时将该非对称密钥中的公钥发送至物理主机。物理主机接收KMC发送的公钥，并采用该公钥对UUID及其他信息(例如创建者、物理地址等)进行加密后，发送至KMC。物理主机通过采用公钥对待发送至KMC的UUID及其他信息进行加密，避免了UUID及其他信息在发送至KMC的过程中被其他用户截获，提高了虚拟机的信息安全。
[0010]在一个可能的设计中，物理主机中设置有第一TPM，该第一TPM用于存储物理主机内不同层次的密钥，在物理主机与KMC的交互中，物理主机可从该第一 TPM中调用KMC所发送的公钥，对待发送至KMC的数据进行加密，并对KMC发送的数据进行解密，从而保证与KMC之间交互的数据安全。
[0011]在一个可能的设计中，KMC采用存储的私钥对生成的基础种子进行加密，并将加密后的基础种子发送至物理主机。当接收到KMC采用私钥加密后的基础种子，物理主机从第一TPM中调用公钥，并使用公钥对该加密后的基础种子进行解密，得到基础种子。通过对基础种子进行加密，有效地保证了基础种子的安全。
[0012]在一个可能的设计中，KMC中设置有第二TPM，当接收到物理主机发送的UUID时，KMC生成一对对称密钥，从OpenSSL库中调用随机数生成函数，并以UUID和对称密钥作为随机数生成函数的参数，生成基础种子。
[0013]在一个可能的设计中，KMC将所生成的基础种子及UUID存储到数据库中(如备份数据库中)，在使用过程中，即便物理平台的第一TPM或主板损坏，虚拟机仍然可从KMC中获取到基础种子，进而根据基础种子恢复出相同的根密钥，创建相同的密钥体系，从而有效地防止了虚拟机中的数据丢失。
[0014]第二方面，本发明实施例提供了一种基于VTPM对虚拟机的安全保护的体系，该体系包括:虚拟机、物理主机、KMC。其中，物理主机内设置有第一 TSS和第一 TPM，第一 TSS可为外部设备(如虚拟机、KMC等)访问TPM提供接口；虚拟机中安装有多个应用程序，可触发虚拟机执行不同的操作，虚拟机内设置有第二 TSS和VTPM等，第二 TSS可为外部设备访问VTPM提供接口 ;KMC内设置有备份数据库、密钥数据库等多个数据库。
[0015]当虚拟机在虚拟平台上初次运行时，虚拟机向物理主机发送基础种子获取请求，该基础种子获取请求中携带UUID等信息。物理主机接收虚拟机发送的基础种子获取请求，并将基础种子获取请求中所携带的UUID发送至KMC13KMC基于该UUIID生成基础种子，并将所生成的基础种子发送至虚拟机。当接收机到KMC发送的基础种子，虚拟机根据基础种子为VTPM创建根密钥，进而创建密钥保护体系。由于该基础种子并不依赖于物理主机，而是由KMC进行派发，因而当虚拟机从一个物理主机上迀移到另一个物理主机时，虚拟机可根据该基础种子重新为VTPM创建密钥保护体系，以保护虚拟机中数据安全。
[0016]在一个可能的设计中，物理主机可根据预先配置的KMC地址，有针对性地向该KMC地址所指向的KMC发送密钥保护请求。当接收物理主机发送的密钥保护请求时，KMC从密钥数据库中随机获取一个非对称密钥，存储该非对称密钥中的私钥，同时将该非对称密钥中的公钥发送至物理主机。物理主机接收KMC发送的公钥，并采用该公钥对UUID及其他信息(例如创建者、物理地址等)进行加密后，发送至KMC。物理主机通过采用公钥对待发送至KMC的UUID及其他信息进行加密，避免了UUID及其他信息在发送至KMC的过程中被其他用户截获，提高了虚拟机的信息安全。
[0017]在一个可能的设计中，物理主机中设置有第一TPM，该第一TPM用于存储物理主机内不同层次的密钥，在物理主机与KMC的交互中，物理主机可从该第一 TPM中调用KMC所发送的公钥，对待发送至KMC的数据进行加密，并对KMC发送的数据进行解密，从而保证与KMC之间交互的数据安全。
[0018]在一个可能的设计中，KMC采用存储的私钥对生成的基础种子进行加密，并将加密后的基础种子发送至物理主机。当接收到KMC采用私钥加密后的基础种子，物理主机从第一TPM中调用公钥，并使用公钥对该加密后的基础种子进行解密，得到基础种子。通过对基础种子进行加密，有效地保证了基础种子的安全。
[0019]在一个可能的设计中，KMC中设置有第二TPM，当接收到物理主机发送的UUID时，KMC生成一对对称密钥，从OpenSSL库中调用随机数生成函数，并以UUID和对称密钥作为随机数生成函数的参数，生成基础种子。
[0020]在一个可能的设计中，KMC将所生成的基础种子及UUID存储到数据库中(如密钥备份数据库中)，在使用过程中，即便物理平台的第一TPM或主板损坏，虚拟机仍然可从KMC中获取到基础种子，进而根据基础种子恢复出相同的根密钥，创建相同的密钥体系，从而有效地防止了虚拟机中的数据丢失。
[0021]第三方面，本发明实施例提供了一种计算设备，该计算设备包括:存储器、处理器和总线，其中，所述存储器和所述处理器通过总线直连；
[0022]所述存储器用于存放计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机指令;当所述计算机设备运行时，所述处理器运行计算机指令，使得所述计算机设备执行上述第一方面所述的基于VTPM对虚拟机进行安全保护的方法。
[0023]本发明实施例提供的技术方案来带的有益效果是:
[0024]物理主机接收虚拟机发送的至少携带UUID的基础种子获取请求，并将UUID发送至KMC，由KMC根据UUID生成基础种子，当接收到KMC反馈的基础种子，物理主机将基础种子发送至虚拟机，虚拟机根据基础种子创建VTPM的根密钥，VTPM使用该根密钥为虚拟机创建密钥，以保护虚拟机的安全。本发明不依赖于任一物理主机，通过第三方设备为虚拟机派发基础种子，从而在虚拟机从一个物理主机迀移到另一个物理主机上时，通过基础种子即可创建出相同的根密钥，不仅降低了操作复杂度、节省了资源，而且不会破坏虚拟机中的密钥层次。
【附图说明】
[0025]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，