嵌入式系統(tǒng)安全：安全與可信軟件開發(fā)實戰(zhàn)方法

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序
前言
第1章嵌入式系統(tǒng)安全緒論 1
¨什么是安全 l
1.2什么是嵌入式系統(tǒng) 1
1.3嵌入式安全趨勢 3
1.3.1嵌入式系統(tǒng)的復雜度 4
1.3.2網(wǎng)絡連接 9
1.3.3關(guān)鍵性基礎(chǔ)架構(gòu)對嵌入式
系統(tǒng)的依賴 一11
1.3.4復雜的攻擊者 12
1.3.5處理器整合 13
1.4安全策略 14
1.4.1**安全 14
1.4.2保密性、完整性和實用性 15
1.4.3隔離 15
1.4.4信息流控制 16
1.4.5物理安全策略 16
1.4.6特定應用軟件的安全策略 16
1.5安全威脅 17
1.6總結(jié) 18
參考文獻 18
第2章 系統(tǒng)軟件的安全考量 19
2.1操作系統(tǒng)角色 19
2.2多重獨立安全等級 19
2.2.1信息流20
2.2.2數(shù)據(jù)隔離 20
2.2.3損害控制 20
2.2.4周期性處理 20
2.2.5 -直激活 21
2.2.6防篡改 21
2.2.7可評估 21
2.3微內(nèi)核與單內(nèi)核 23
2.4嵌入式操作系統(tǒng)核心安全要求 25
2.4.1內(nèi)存保護 25
2.4.2虛擬內(nèi)存 25
2.4.3故障恢復 27
2.4.4資源保護 27
2.4.5虛擬設備驅(qū)動 30
2.4.6確定性影響 30
2.4.7安全調(diào)度 33
2.5訪問控制與訪問能力 34
2.5.1案例分析：安全Web
瀏覽器 35
2.5.2訪問控制的粒度與簡化 36
2.5.3 白名單與黑名單 38
2.5.4職責混淆問題 39
2.5.5能力與訪問控制表 39
2.5.6能力約束與收回 43
2.5.7使用能力系統(tǒng)的安全設計 44
2.6系統(tǒng)管理程序與系統(tǒng)虛擬化 46
2.6.1系統(tǒng)虛擬化介紹 48
2.6.2系統(tǒng)虛擬化應用 48
2.6.3環(huán)境沙箱 49
2.6.4虛擬安全設施 49
2.6.5系統(tǒng)管理程序架構(gòu) 49
2.6.6半虛擬化 52
2.6.7充分利用硬件輔助實現(xiàn)
虛擬化 52
2.6.8系統(tǒng)管理程序的安全性 54
2.7 110虛擬化 56
2.7.1共享I/O的需求 56
2.7.2仿真技術(shù) 56
2.7.3直通技術(shù) 56
2.7.4共享IOMMU 58
2.7.5 IOMMU與虛擬設備驅(qū)動 58
2.7.6微內(nèi)核中的安全I/O虛擬化 59
2.8遠程管理 60
2.9確保TCB的完整性 62
2.9.1可信硬件和供應鏈 62
2.9.2安全引導 62
2.9.3靜態(tài)可信根與動態(tài)可信根 63
2.9.4遠程認證 64
參考文獻 65
第3章安全嵌入式軟件開發(fā) 67
3.1 PHASE的介紹 67
3.2*少實現(xiàn) 68
3.3組件架構(gòu) 68
3.3.1運行時組件化 69
3.3.2進程與線程 70
3.4*小化權(quán)限 71
3.5安全開發(fā)過程 71
3.5.1變更管理 -72
3.5.2同行評審 72
3.5.3開發(fā)工具的安全性 74
3.5.4安全編碼 76
3.5.5軟件測試與驗證 107
3.5.6開發(fā)過程效率 -112
3.6獨立專家驗證 113
3.6.1通用標準 114
3.6.2案例分析：操作系統(tǒng)保護
準則 116
3.7案例分析：HAWS l19
3.7.1*少實現(xiàn) 120
3.7.2組件架構(gòu) 121
3.7.3*小化權(quán)限 122
3.7.4安全開發(fā)過程 122
3.7.5獨立專家驗證 122
3.8模型驅(qū)動設計 122
3.8.1 MDD概述 123
3.8.2可執(zhí)行模型 126
3.8.3建模語言 128
3.8.4 MDD平臺類型 132
3.8.5案例分析：數(shù)字病理
掃描儀 132
3.8.6 MDD平臺選擇 138
3.8.7在安全關(guān)鍵系統(tǒng)中
使用MDD 145
參考文獻 146
第4章嵌入式加密 150
4.1簡介 150
4.2美國聯(lián)邦政府加密指南 151
4.3-次性密碼本 152
4.4加密模式 160
4.4.1輸出反饋 160
4.4.2加密反饋 160
4.4.3帶有CFB保護的0FB 161
4.4.4通信流安全 162
4.4.5計數(shù)器模式 162
4.5塊加密 163
4.6認證加密 165
4.6.1 CCM 166
4.6.2伽羅瓦計數(shù)器模式 166
4.7公鑰加密 166
4.7.1 RSA 168
4.7.2等效密鑰強度 169
4.7.3陷門構(gòu)建 l69
4.8密鑰協(xié)商 170
4.9公鑰認證 172
4.10橢圓曲線加密 174
4.10.1橢圓鹽線數(shù)字簽名 175
4.10.2橢圓曲線匿名密鑰協(xié)商 175
4.11加密散列 175
4.11.1安全散列算法 176
4.11.2 MM0 176
4.12消息認證碼 177
4.13隨機數(shù)生成 ‘177
4.13.1真隨機數(shù)生成 178
4.13.2偽隨機數(shù)生成 181
4.14嵌入式系統(tǒng)的密鑰管理 183
4.14.1密鑰管理——通用模型 183
4.14.2密鑰管理案例分析 l88
4.15加密認證 ‘l97
4.15.1 FIPS 140-2認證 ‘197
4.15.2 NSA認證199
參考文獻 202
第5章嵌入式系統(tǒng)數(shù)據(jù)保護
協(xié)議 205
5.1簡介 205
5.2動態(tài)數(shù)據(jù)協(xié)議 205
5.2.1廣義模式 205
5.2.2選擇安全的網(wǎng)絡層 209
5.2.3以太網(wǎng)安全協(xié)議 210
5.2.4網(wǎng)絡層安全協(xié)議與安全
5.2.5套接層協(xié)議 ‘213
5.2.6網(wǎng)絡層安全協(xié)議 一214
5.2.7安全套接層協(xié)議／傳輸層
安全協(xié)議 ‘219
嵌入式虛擬專用網(wǎng)絡
客戶端 222
5.2.8數(shù)據(jù)包安全傳輸協(xié)議 一223
5.2.9安全外殼協(xié)議 一224
5 .2.10 自定義網(wǎng)絡安全協(xié)議 ‘225
5.2.11 網(wǎng)絡安全協(xié)議加密實現(xiàn) ‘227
5 .2.12安全多媒體協(xié)議 227
5.2.13廣播安全 231
5.3靜態(tài)數(shù)據(jù)協(xié)議 一 一236
5.3.1安全存儲層的選擇 一237
5.3.2對稱加密算法的選擇 一238
5.3.3存儲加密密鑰的管理 一241
5.3.4對數(shù)據(jù)加密解決方案的
高端威脅 243
參考文獻 245
第6章新興應用技術(shù)．249
6.1嵌入式網(wǎng)絡交易 249
?6.1.1剖析網(wǎng)絡交易 一250
6.1.2不安全狀態(tài) 250
6.1.3網(wǎng)絡交易的威脅 251
6.1.4提高網(wǎng)絡交易安全的
前沿嘗試 253
6.1.5可信賴嵌入式交易體系
結(jié)構(gòu) 258
6.2汽車安全 260
6.3安卓系統(tǒng)安全 263
6.3.1安卓系統(tǒng)安全回顧 263
6.3.2安卓設備Rooting 264
6.3.3手機數(shù)據(jù)保護：深度防護的
一個實例研究 一265
6.3.4安卓沙箱處理方法 一267
6.4下一代軟件定義無線電 271
6.4.1紅黑分離 271
6.4.2軟件定義無線電體系結(jié)構(gòu) 271
6.4.3進入Li肌x 272
6.4.4多域無線電 273
參考文獻 274