[發明專利]云端程序控制流完整性保護方法及裝置

有效

• 申請號: 201811290307.4
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109583191B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 張超;李媛;楊傳安
• 申請（專利權）人: 清華大學;北京神州綠盟信息安全科技股份有限公司
• 主分類號: G06F21/52
• 分類號: G06F21/52;G06F21/62
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

1.一種云端程序控制流完整性保護方法，其特征在于，包括：

利用自定義的二進制分析工具分析租戶程序生成的二進制文件，構建所述租戶程序的合法的程序路徑數據集；

對所述租戶程序進行安全加固，并將加固后的租戶程序存儲至第一Enclave中；

在所述第一Enclave中運行所述加固后的租戶程序，收集所述加固后的租戶程序運行時產生的程序執行路徑信息，并將所述程序執行路徑信息實時存儲至第二Enclave；

所述第二Enclave利用所述程序執行路徑信息和所述租戶程序的合法的程序路徑數據集，驗證所述租戶程序的控制流的完整性，或者，

遠程租戶通過遠程證明方式與所述第二Enclave進行通信，讀取到所述程序執行路徑信息，所述遠程租戶將所述程序執行路徑信息與所述租戶程序的合法的程序路徑數據集進行比對，驗證所述租戶程序的控制流的完整性；

其中，所述對所述租戶程序進行安全加固的步驟，具體為：

在所述租戶程序的每一個間接跳轉指令和間接調用指令前插入一段代碼，所述代碼用于記錄程序執行路徑信息，并使得所述程序執行路徑信息傳遞到所述第二Enclave中；

其中，所述程序執行路徑信息包括原始間接跳轉指令的地址和間接跳轉的目標地址，以及原始間接調用指令的地址和間接調用的目標地址；

其中，所述第二Enclave利用所述程序執行路徑信息和所述租戶程序的合法的程序路徑數據集，驗證所述租戶程序的控制流的完整性，具體為：

所述第二Enclave將所述程序執行路徑信息與所述租戶程序的合法的程序路徑數據集進行比對，若判斷某一進程的所述程序執行路徑信息不屬于所述合法的程序路徑數據集，則獲知所述租戶程序受到重定向攻擊，調用exit()函數中斷當前進程。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將所述程序執行路徑信息實時存儲至第二Enclave的步驟，具體為：

在所述第二Enclave外部創建一個外部存儲空間；

所述第二Enclave通過本地證明方式與所述第一Enclave建立第一可信安全通道；

所述第二Enclave隨機生成一個密鑰，并利用所述第一可信安全通道將所述密鑰傳遞至第一Enclave；

所述第一Enclave通過所述密鑰將所述程序執行路徑信息加密存儲至所述外部存儲空間；

所述第二Enclave從所述外部存儲空間解密讀取并存儲所述程序執行路徑信息。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述遠程租戶通過遠程證明方式與所述第二Enclave進行通信的步驟之后，還包括：

若遠程租戶通過遠程證明方式與所述第二Enclave進行通信后，未得到所述第二Enclave的響應，則獲知所述第一Enclave遭受到了攻擊，所述第二Enclave調用exit()函數中斷當前進程。

4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二Enclave通過本地證明方式與所述第一Enclave建立第一可信安全通道的步驟，具體為：

所述第二Enclave向所述第一Enclave發送請求；

所述第一Enclave接收到請求后通過指令請求CPU對所述第一Enclave中運行的租戶程序進行簽名，并將所述簽名發送給所述第二Enclave；

所述第二Enclave接收到所述簽名后驗證所述簽名的正確性，并建立第一可信通道。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述遠程租戶通過遠程證明方式與所述第二Enclave進行通信的步驟，具體為：

遠程租戶向所述第二Enclave發送驗證請求，所述第二Enclave請求本地IntelQuoting Enclave對所述第二Enclave進行本地證明，Intel Quoting Enclave驗證完后生成一個證明文件發送給所述遠程租戶；

遠程租戶對所述證明文件進行驗證，在確認所述第二Enclave可信的情況下，建立第二可信安全通道。