基于虛擬化技術(shù)的內(nèi)核代碼保護機制.pdf

1、近幾年來，隨著黑客技術(shù)特別是Rootkit技術(shù)的發(fā)展，攻擊者們已經(jīng)把觸角伸入到了操作系統(tǒng)的內(nèi)核。操作系統(tǒng)的內(nèi)核代碼面臨著嚴(yán)重的威脅。目前，保護操作系統(tǒng)安全的辦法有防火墻、入侵檢測系統(tǒng)、入侵恢復(fù)系統(tǒng)和安全操作系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)規(guī)模較大，設(shè)計復(fù)雜，且不能很好地應(yīng)對新的攻擊技術(shù)給內(nèi)核代碼帶來的威脅。另一方面，虛擬化技術(shù)的復(fù)興給安全領(lǐng)域的研究帶來了新的曙光。由于虛擬化技術(shù)本身具有天然的安全優(yōu)勢，它已經(jīng)被廣泛地運用于各個安全領(lǐng)域的研究中。而許多最新

2、的研究成果都表明，利用虛擬化技術(shù)增強操作系統(tǒng)的安全性是一種行之有效的辦法。 本文對各種相關(guān)的虛擬化系統(tǒng)進行了調(diào)研，分析了這些虛擬化系統(tǒng)的優(yōu)缺點，指出了它們在設(shè)計和實現(xiàn)中遇到的關(guān)鍵問題，并總結(jié)了它們在問題解決過程中的經(jīng)驗和教訓(xùn)。在此基礎(chǔ)之上，本文設(shè)計并且實現(xiàn)了一種基于虛擬化技術(shù)的操作系統(tǒng)內(nèi)核代碼保護系統(tǒng)。本系統(tǒng)的特色在于：沒有采用傳統(tǒng)的防守策略，而是巧妙地利用了當(dāng)前CPU的特性，用虛擬化的方法在操作系統(tǒng)層引入了哈佛內(nèi)存體系結(jié)構(gòu)的特

3、征，采用將非法操作進行重定位的方法來保護內(nèi)核代碼、對抗內(nèi)核級Rootkit一類攻擊的威脅；由于沒有引入新的軟件層次，且系統(tǒng)的實現(xiàn)代碼都經(jīng)過了精心的設(shè)計和優(yōu)化，充分地利用了底層硬件特性，因而完全不影響操作系統(tǒng)的正常功能，對系統(tǒng)的性能影響也很小；另外，本系統(tǒng)還能夠?qū)⒐粜袨橛涗浵聛?，為入侵分析提供有用的信息?實驗表明，與類似的系統(tǒng)相比，本文的虛擬化系統(tǒng)具有較好的安全性，能夠抵御內(nèi)核級Rootkit對內(nèi)核代碼的惡意篡改，且在性能表現(xiàn)