可信軟件完整性保護(hù)機(jī)制的研究與應(yīng)用.pdf

1、在安全領(lǐng)域，軟件完整性提供了一個(gè)不同于以往的角度對(duì)軟件當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。軟件完整性代表著軟件的可信賴程度(trustworthiness)。而軟件從文件系統(tǒng)上載入到內(nèi)存時(shí)，軟件程序文件的完整代表軟件的初始運(yùn)行狀態(tài)是可信賴的，而在軟件的運(yùn)行中，如何將這種信賴傳遞下去，是目前研究的一大挑戰(zhàn)。一般的認(rèn)為，在運(yùn)行狀態(tài)下的軟件完整性包含兩部分:(1)軟件的運(yùn)行狀態(tài)的完整;(2)軟件的控制流的完整。前者表示:軟件在運(yùn)行的狀態(tài)下，代碼、靜態(tài)數(shù)據(jù)

2、、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和棧，必須保證不被未經(jīng)授權(quán)的修改。后者表示:軟件運(yùn)行時(shí)的執(zhí)行路徑要與軟件靜態(tài)代碼所反應(yīng)的流程圖一致，即軟件的行為不能被非授權(quán)用戶通過(guò)任何方式改變和操控。
　　把軟件劃分為可信的和非可信的，有利于區(qū)別的對(duì)待不同可信度的軟件，這樣對(duì)構(gòu)建軟件完整性保護(hù)機(jī)制才能更具針對(duì)性。
　　完整性保護(hù)包含保護(hù)策略與保護(hù)機(jī)制兩部分內(nèi)容，前者明確規(guī)范系統(tǒng)怎樣才算是完整，而后者要明確系統(tǒng)完整性保護(hù)的具體實(shí)現(xiàn)方式。保護(hù)機(jī)制與保護(hù)策略的分離是一

3、種常見(jiàn)做法，即先根據(jù)具體系統(tǒng)構(gòu)建出適合的保護(hù)機(jī)制，再在此基礎(chǔ)上實(shí)施具體的保護(hù)策略。保護(hù)機(jī)制決定了完整性保護(hù)粒度和性能代價(jià)，而保護(hù)策略則規(guī)定了保護(hù)的具體規(guī)則。說(shuō)一個(gè)軟件是完整的，是指它滿足某一給定的完整性保護(hù)策略。
　　操作系統(tǒng)內(nèi)核位于可信軟件體系的底層，是可信計(jì)算基的重要組成部分，而可信理論認(rèn)為，信任是從可信計(jì)算基開(kāi)始，建立一條信任鏈，一級(jí)認(rèn)證一級(jí)，一級(jí)信任一級(jí)，把這種信任擴(kuò)展到整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，從而確保整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可信。可見(jiàn)而

4、內(nèi)核的完整性攸關(guān)整個(gè)系統(tǒng)的完整性。
　　本文主要針對(duì)可信軟件保護(hù)機(jī)制方面的研究，對(duì)可信軟件的完整性保護(hù)機(jī)制進(jìn)行了深入的探討，并重點(diǎn)介紹了內(nèi)核完整性保護(hù)機(jī)制的相關(guān)工作。根據(jù)對(duì)各種軟件完整性保護(hù)機(jī)制的分析研究，發(fā)現(xiàn)利用虛擬機(jī)監(jiān)控器實(shí)現(xiàn)引用驗(yàn)證機(jī)制是一種實(shí)施完整性保護(hù)機(jī)制的趨勢(shì)。隨后對(duì)虛擬化技術(shù)和Xen虛擬機(jī)監(jiān)控器研究學(xué)習(xí)，找到并論證了Xen虛擬機(jī)監(jiān)控器適合用于構(gòu)建內(nèi)核的完整性保護(hù)的引用驗(yàn)證機(jī)制。
　　隨后，本文設(shè)計(jì)了一種基于Xe