基于虛擬機(jī)技術(shù)的安全驅(qū)動模型設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、設(shè)備驅(qū)動程序等內(nèi)核擴(kuò)展模塊被認(rèn)為是造成操作系統(tǒng)內(nèi)核不穩(wěn)定的主要原因，但是目前的主流操作系統(tǒng)采用的單內(nèi)核設(shè)計(jì)對這些易出錯(cuò)的模塊缺乏必要的隔離機(jī)制，造成這些模塊中產(chǎn)生的錯(cuò)誤影響到整個(gè)內(nèi)核。本文結(jié)合現(xiàn)有的研究成果，提出了利用虛擬機(jī)技術(shù)將驅(qū)動程序與內(nèi)核分離的架構(gòu)，這樣的做法實(shí)際上是由虛擬機(jī)來接管驅(qū)動程序的運(yùn)行域，將驅(qū)動程序的行為限制在虛擬機(jī)中，而在驅(qū)動程序中發(fā)生的錯(cuò)誤也將由虛擬機(jī)捕獲，由虛擬機(jī)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)奶幚?，使其不至于影響到?nèi)核的其他部分。使用

2、虛擬機(jī)隔離的架構(gòu)同時(shí)帶來了通用性，通過跨平臺的虛擬機(jī)平臺支持，相同的驅(qū)動程序可以運(yùn)行在多個(gè)不同的平臺，這大大提高了程序的復(fù)用性。整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)使用用戶態(tài)的Java虛擬機(jī)(JVM)將驅(qū)動程序與內(nèi)核分離，在Linux系統(tǒng)中構(gòu)建了新的驅(qū)動架構(gòu)，并將原Linux內(nèi)核中的USB驅(qū)動協(xié)議棧以及部分USB設(shè)備驅(qū)動移植到新的驅(qū)動架構(gòu)中。在實(shí)現(xiàn)的過程中充分考慮了系統(tǒng)安全性及性能的平衡，采取了一些優(yōu)化的措施。作為系統(tǒng)主體部分的JVM驅(qū)動程序，采用了面向?qū)ο?/p>

3、的設(shè)計(jì)方式，提高了驅(qū)動程序的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。對系統(tǒng)的測試主要集中在架構(gòu)安全性以及系統(tǒng)的性能，測試結(jié)果表明，與原內(nèi)核驅(qū)動程序相比，新的驅(qū)動架構(gòu)表現(xiàn)出更高的穩(wěn)定性，而在性能方面，對于時(shí)間和數(shù)據(jù)量要求不高的設(shè)備，其性能與原驅(qū)動程序相當(dāng)接近；而對于需要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)處理的設(shè)備，其性能有一定程度的下降。綜上，本課題提出的基于虛擬機(jī)技術(shù)的安全驅(qū)動模型能夠提高整個(gè)系統(tǒng)的安全性，而對系統(tǒng)性能的影響在可接受的范圍。課題中提出的使用虛擬機(jī)技術(shù)同時(shí)提供錯(cuò)誤