課程設(shè)計(jì)--linux操作系統(tǒng)安全性的研究

1、<p><b>　　計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　2009 年 12 月 16 日</p><p>　　*******大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院信息工程類</p><p>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)果評(píng)定</p><

2、p>　　目 錄</p><p>　　1．課程設(shè)計(jì)的目的1</p><p>　　2．課程設(shè)計(jì)的要求1</p><p>　　3. 課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容1</p><p>　　3.1系統(tǒng)安全性的基本概念1</p><p>　　3.1.1系統(tǒng)安全性的內(nèi)容1</p><p>　　

3、3.1.2系統(tǒng)安全威脅類型 ...................................................................................1</p><p>　　3.1.3系統(tǒng)安全性的主要目標(biāo)2</p><p>　　3.2系統(tǒng)安全的技術(shù)指標(biāo)2</p><p>　　3.2.1標(biāo)識(shí)與鑒別機(jī)制3</p

4、><p>　　3.2.2訪問(wèn)控制4-5</p><p>　　3.2.3最小特權(quán)管理6</p><p>　　3.2.4可信通路6</p><p>　　3.2.5安全審計(jì)機(jī)制7</p><p>　　3.2.6存儲(chǔ)保護(hù)、運(yùn)行保護(hù)和I/O保護(hù)7</p><p>　　3.3Linux操作系統(tǒng)的安全機(jī)

5、制8-11</p><p>　　3.4Linux安全性的提高11-13</p><p>　　4．問(wèn)題討論與分析13</p><p><b>　　5．結(jié)束語(yǔ)13</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)14</b></p><p><b>　　系統(tǒng)安全性

6、研究</b></p><p><b>　　1．課程設(shè)計(jì)的目的</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)為學(xué)生提供了一個(gè)既動(dòng)手又動(dòng)腦，獨(dú)立實(shí)踐的機(jī)會(huì)，將課本上的理論知識(shí)和實(shí)際有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，鍛煉學(xué)生的分析系統(tǒng)，解決實(shí)際問(wèn)題的能力。提高學(xué)生分析系統(tǒng)、實(shí)踐編程的能力。</p><p><b>　　2．課程設(shè)計(jì)的要求</b>

7、;</p><p>　　考察操作系統(tǒng)安全性的技術(shù)指標(biāo)；分析這些技術(shù)指標(biāo)的合理、有效性；以某操作系統(tǒng)LINUX安全性作進(jìn)一步的分析研究。</p><p>　　認(rèn)真完成本課程設(shè)計(jì)的全部過(guò)程。并以最終課程設(shè)計(jì)成果來(lái)證明其獨(dú)立完成各種實(shí)際任務(wù)的能力。從而，反映出理解和運(yùn)用本課程知識(shí)的水平和能力。</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容</b>&l

8、t;/p><p>　　3.1系統(tǒng)安全性的基本概念</p><p>　　3.1.1系統(tǒng)安全的內(nèi)容。</p><p>　　系統(tǒng)的安全性可以包括俠義安全概念和廣義安全概念兩個(gè)方面。前者主要是只對(duì)外部攻擊的防范，后者則是指保障系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的機(jī)密性、完整性和系統(tǒng)的可用性的概念。當(dāng)主要使用廣義的安全概念。</p><p>　　系統(tǒng)安全性包括三個(gè)方面的內(nèi)容，即物

9、理安全、邏輯安全和安全管理。物理安全是指系統(tǒng)設(shè)備及相關(guān)設(shè)施受到物理保護(hù)，使之免遭破壞或者丟失。安全管理包括各種安全管理的政策和機(jī)制。邏輯安全是指系統(tǒng)中信息資源的安全，它包括：數(shù)據(jù)機(jī)密性、數(shù)據(jù)完整性和系統(tǒng)可用性。</p><p>　　3.1.2系統(tǒng)安全威脅類型</p><p>　　為了防范攻擊者的攻擊，必須了解攻擊者威脅系統(tǒng)安全的方式。攻擊者可能采用的攻擊方式層出不窮，而且還會(huì)隨著科學(xué)技術(shù)的

10、發(fā)展，不斷形成許多新的威脅系統(tǒng)安全的攻擊方式，當(dāng)前幾種主要的威脅類型。</p><p><b>　?、偌倜坝脩羯矸?。</b></p><p><b>　?、跀?shù)據(jù)截取。</b></p><p><b>　　③ 拒絕服務(wù) </b></p><p><b>　?、苄薷男?/p>

11、息</b></p><p><b>　?、輦卧煨畔?lt;/b></p><p><b>　　⑥否認(rèn)操作</b></p><p><b>　?、咧袛鄠鬏?lt;/b></p><p><b>　　⑧通信量分析</b></p><p>

12、;　　3.1.3系統(tǒng)安全的目的：</p><p>　　操作系統(tǒng)是硬件和其他應(yīng)用軟件之間的連接橋梁，它所提供的安全服務(wù)主要包 括：內(nèi)存保護(hù)、文件保護(hù)、普通實(shí)體保護(hù)（對(duì)實(shí)體的一般存取控制）、存取鑒別（用戶身份的鑒別）等。</p><p>　　系統(tǒng)安全的主要目標(biāo)：</p><p>　?、侔聪到y(tǒng)安全策略對(duì)用戶的操作進(jìn)行訪問(wèn)控制，防止用戶對(duì)計(jì)算機(jī)資源的非法 使用（竊取、篡改

13、和破壞）</p><p>　?、跇?biāo)識(shí)系統(tǒng)中的用戶，并對(duì)身份進(jìn)行鑒別</p><p>　?、郾O(jiān)督系統(tǒng)運(yùn)行的安全性</p><p>　?、鼙ＷC系統(tǒng)自身的安全行和完整性</p><p>　　3.2系統(tǒng)安全的技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　3.2.1標(biāo)識(shí)與鑒別機(jī)制</p><p><b>　?、?/p>

14、標(biāo)識(shí)與鑒別機(jī)制</b></p><p>　　標(biāo)識(shí)是用戶要向系統(tǒng)表明的身份。每個(gè)用戶都具有一個(gè)系統(tǒng)可以是識(shí)別的內(nèi)部名稱，即用戶標(biāo)識(shí)。用戶標(biāo)識(shí)可以是用戶名、登錄ID、身份證號(hào)或者智能卡等。用戶一旦完成了身份標(biāo)識(shí)，這個(gè)身份標(biāo)識(shí)就要對(duì)該用戶的所有行為負(fù)責(zé)，操作系統(tǒng)通過(guò)標(biāo)識(shí)來(lái)跟蹤用戶的操作。因此，用戶標(biāo)識(shí)必須是唯一的并且不能偽造的。</p><p>　　用戶可以用以下四種方法中的一種，表

15、明他們是自己聲明的身份。</p><p><b>　?、僮C實(shí)你所知道的</b></p><p>　　密碼驗(yàn)證是安全操作系統(tǒng)中最普通的身份驗(yàn)證的方法，登錄系統(tǒng)時(shí)，通常要出示自己的密碼。這就是你所知道的。你所知道的內(nèi)容除了密碼，還有身份證號(hào)碼，你最喜歡的數(shù)字，你最愛(ài)的人的名字等，這些都是可以作為身份識(shí)別的信息。</p><p>　　值得注意的是，使

16、用安全系數(shù)高的密碼，提高安全性的最簡(jiǎn)單有效的方法之一就是使用一個(gè)不會(huì)輕易被暴力攻擊所猜到的密碼。</p><p>　　什么是暴力攻擊?攻擊者使用一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)盡可能快的猜測(cè)密碼，以希望不久可以發(fā)現(xiàn)正確的密碼。使用包含特殊字符和空格，同時(shí)使用大小寫字母，避免使用從字典中能找到的單詞，不要使用純數(shù)字密碼，這種密碼破解起來(lái)比你使用母親的名字或你的生日作為密碼要困難的多。另外，要記住，每使密碼長(zhǎng)度增加一位，就會(huì)以倍數(shù)級(jí)

17、別增加由你的密碼字符所構(gòu)成的組合。一半來(lái)說(shuō)，小于8個(gè)字符的密碼被認(rèn)為是很容易被破解的。可以用10個(gè)、12個(gè)字符作為密碼，16個(gè)當(dāng)然更好了。在不會(huì)因?yàn)檫^(guò)長(zhǎng)而難于鍵入的情況下，讓你的密碼盡可能的更長(zhǎng)會(huì)更加安全。</p><p><b>　?、诔鍪灸闼鶕碛械?lt;/b></p><p>　　這種方法是指用戶出示自己擁有的可以證明身份的物質(zhì)，例如，智能卡、憑證設(shè)備和內(nèi)存卡等。智能

18、卡鑒別的方法現(xiàn)在應(yīng)用也很廣泛，智能卡具有微芯片，芯片中可以包含用戶的詳細(xì)信息。但是智能卡需要依賴于智能卡讀卡機(jī)才能進(jìn)行操作，使用智能卡的安全操作系統(tǒng)需要具有相應(yīng)的硬件支持。</p><p><b>　　③證明你是誰(shuí)</b></p><p>　　該方法一些無(wú)法輕易復(fù)制或偷走的物理、遺傳或其他人類特征為基礎(chǔ)的內(nèi)容進(jìn)行身份的識(shí)別。例如指紋、語(yǔ)音波紋、視網(wǎng)膜樣本、照片、面部特

19、征掃描等。</p><p><b>　　④表現(xiàn)你的動(dòng)作</b></p><p>　　指表現(xiàn)出你自己特有的能夠表明身份的動(dòng)作。例如簽名、鍵入密碼的速度與力量、語(yǔ)速等，不過(guò)這種方法具有一定的誤判率，因此一般作為輔助鑒別手段。</p><p>　　生物鑒別方法也是比較常用的身份識(shí)別的鑒別方法，生物鑒別主要側(cè)重于前面提到的“證明你是誰(shuí)”和“表現(xiàn)你的動(dòng)作

20、”的身份鑒別發(fā)，該方法要求用戶提供的是用戶獨(dú)有的行為或生理上的特點(diǎn)，包括指紋、面容掃描、虹膜掃描、視網(wǎng)膜掃描、手掌掃描、心跳或者脈搏取樣、語(yǔ)音取樣、簽名力度、案件取樣等。生物識(shí)別的方法采用的技術(shù)成為生物測(cè)定學(xué)。使用一個(gè)生物測(cè)定學(xué)因素代替用戶或者賬戶ID作為身份標(biāo)識(shí)，需要生物測(cè)定學(xué)取樣對(duì)已存儲(chǔ)的取樣數(shù)據(jù)庫(kù)中的內(nèi)容進(jìn)行一對(duì)多的查找，并且要在生物測(cè)定學(xué)取樣和已存儲(chǔ)取樣之間保持主體身份的一一對(duì)應(yīng)。如果使用生物測(cè)定因素其特性隨時(shí)間而變化，例如人的

21、語(yǔ)調(diào)、頭發(fā)或簽字的方式，則采樣必須定期重新進(jìn)行。</p><p>　?、?.2.2訪問(wèn)控制</p><p>　　用戶通過(guò)身份鑒別后，還必須通過(guò)授權(quán)才能訪問(wèn)資源或者進(jìn)行操作。授權(quán)可以只在用戶的身份識(shí)別通過(guò)以后再進(jìn)行。系統(tǒng)通過(guò)訪問(wèn)控制來(lái)提供授權(quán)。訪問(wèn)控制的基本任務(wù)是防止用戶對(duì)系統(tǒng)資源的非法使用，保證對(duì)客體的所有直接訪問(wèn)都是被認(rèn)可的。</p><p>　　使用訪問(wèn)控制機(jī)制

22、主要是為了達(dá)到以下目的：</p><p>　?、俦Ｗo(hù)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)上的個(gè)人信息。</p><p>　?、诒Ｗo(hù)重要信息的機(jī)密性。</p><p>　　③維護(hù)計(jì)算機(jī)內(nèi)信息的完整性。</p><p>　　④減少病毒感染機(jī)會(huì)，從而延緩這種感染的傳播。</p><p>　?、荼ＷC系統(tǒng)的安全性和有效性，以免受到偶然的和蓄意的侵犯。&

23、lt;/p><p>　　訪問(wèn)控制機(jī)制的實(shí)行主要包含以下措施：</p><p>　　①確定要保護(hù)的資源。即確定系統(tǒng)中被處理、被控制或被訪問(wèn)的對(duì)象，如文件、進(jìn)程等。</p><p>　?、谑跈?quán)。即規(guī)定可以訪問(wèn)資源的實(shí)體或主體，通常是一個(gè)人，有時(shí)也指一個(gè)軟件程序或進(jìn)程。</p><p>　?、鄞_定訪問(wèn)權(quán)限。即通過(guò)確定可以對(duì)該資源執(zhí)行的動(dòng)作，例如讀、寫、

24、執(zhí)行、追加、刪除等不同方式的組合。</p><p>　?、軐?shí)施訪問(wèn)權(quán)限。即通過(guò)確定每個(gè)實(shí)體可以對(duì)哪些資源執(zhí)行哪里動(dòng)作來(lái)確定該安全方案。</p><p>　　目前主要的有三種訪問(wèn)控制技術(shù)：自主訪問(wèn)控制、強(qiáng)制訪問(wèn)控制和基于角色的訪問(wèn)控制。</p><p>　　自主訪問(wèn)控制一個(gè)安全的操作系統(tǒng)需要具備訪問(wèn)控制機(jī)制。它基于對(duì)主體及主體所屬的主體組的識(shí)別，來(lái)限制對(duì)客體的訪問(wèn)，

25、還要校驗(yàn)主體對(duì)客體的訪問(wèn)請(qǐng)求是否符合存取控制規(guī)定來(lái)決定對(duì)客體訪問(wèn)的執(zhí)行與否。這里所謂的自主訪問(wèn)控制是指主體可以自主地（也可能是單位方式）將訪問(wèn)權(quán)，或訪問(wèn)權(quán)的某個(gè)子集授予其它主體。為了實(shí)現(xiàn)完備的自主訪問(wèn)控制系統(tǒng)，由訪問(wèn)控制矩陣提供的信息必須以某種形式存放在系統(tǒng)中。訪問(wèn)矩陣中的每行表示一個(gè)主體，每一列則表示一個(gè)受保護(hù)的客體，而矩陣的元素，則表示主體可以對(duì)客體的訪問(wèn)模式。</p><p><b>　　強(qiáng)制訪

26、問(wèn)控制</b></p><p>　　自主訪問(wèn)控制是保護(hù)系統(tǒng)資源不被非法訪問(wèn)的一種有效手段。但是由于它的控制是自主的，也帶來(lái)了問(wèn)題。于是，人們又提出了一種更強(qiáng)有力的訪問(wèn)控制手段，這就是強(qiáng)制訪問(wèn)控制。在自主訪問(wèn)控制方式中，某一合法用戶可以任意運(yùn)行一程序來(lái)修改他擁有的文件存取控制信息，而操作系統(tǒng)無(wú)法區(qū)分這種修改是用戶自己的操作，還是惡意攻擊的特洛伊木馬的非法操作。通過(guò)強(qiáng)加一些不可逾越的訪問(wèn)限制，系統(tǒng)可以防止

27、某一些類型的特洛伊木馬的攻擊。在強(qiáng)制訪問(wèn)控制方式中，系統(tǒng)對(duì)主體和客體都分配一個(gè)特殊的安全屬性，而且這一屬性一般不能更改，系統(tǒng)通過(guò)比較主體和客體的安全屬性來(lái)決定一個(gè)主體是否能夠訪問(wèn)某個(gè)客體。用戶的程序不能改變他自己及任何其它客體的安全屬性。強(qiáng)制訪問(wèn)控制還可以阻止某個(gè)進(jìn)程共享文件，并阻止通過(guò)一個(gè)共享文件向其它進(jìn)程傳遞信息。強(qiáng)制訪問(wèn)控制施加給用戶自己客體的嚴(yán)格的限制，但也使用戶受到自己的限制。但是，系統(tǒng)為了防范特洛伊木馬，必須要這么做。即便是

28、不在存在特洛伊木馬，強(qiáng)制訪問(wèn)控制也有用，它可以防止在用戶無(wú)意或不負(fù)責(zé)任的操作時(shí)，泄露機(jī)密信息。強(qiáng)制訪問(wèn)控制對(duì)專用的或簡(jiǎn)單的系統(tǒng)是有效的，但對(duì)通用、大型系統(tǒng)并不那么有效。</p><p><b>　　基于角色的訪問(wèn)控制</b></p><p>　　基于角色的訪問(wèn)控制（RBAC）是20世紀(jì)90年代由美國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院提出的一種訪問(wèn)機(jī)制，該機(jī)制可以減少授權(quán)管理的復(fù)雜

29、性，降低管理開(kāi)銷。</p><p>　　RBAC本質(zhì)上也是強(qiáng)制訪問(wèn)控制的一種，只不過(guò)訪問(wèn)控制是基于工作的描述（如角色或者任務(wù)），而不是主體的身份。系統(tǒng)通過(guò)主體的角色或任務(wù)定義主體訪問(wèn)客體的能力，如果主體處于管理位置上，那么它將比處于臨時(shí)位置上的人具有更大的資源訪問(wèn)能力。RBAC在人員頻繁變動(dòng)的環(huán)境中很有用。</p><p>　　RBAC的基本思想：授權(quán)給用戶的訪問(wèn)資權(quán)限，通常由用戶擔(dān)當(dāng)?shù)慕?/p>

30、色來(lái)確定。例如，一個(gè)銀行包含的角色可以有出納員、會(huì)計(jì)師、貸款員等。他們職能不同，擁有的訪問(wèn)權(quán)限也就各不相同。RBAC根據(jù)用戶在組織內(nèi)所處角色作出訪問(wèn)權(quán)授權(quán)與控制，但用戶不能自主地將訪問(wèn)權(quán)限傳給別人，但他無(wú)權(quán)將開(kāi)處方的權(quán)利傳給護(hù)士。</p><p>　　一個(gè)用戶可經(jīng)授權(quán)而擁有多個(gè)角色，一個(gè)角色可由多個(gè)用戶構(gòu)成；每個(gè)角色可執(zhí)行多種操作，每個(gè)操作也可由不同的角色執(zhí)行；一個(gè)用戶可擁有多個(gè)主體，即擁有處于活動(dòng)狀態(tài)、以用戶身

31、份運(yùn)行的多個(gè)進(jìn)程，但每個(gè)主體只對(duì)應(yīng)一個(gè)用戶，每個(gè)操作可施加于多個(gè)客體，每個(gè)客體也可以接受多個(gè)操作。用戶（主體）能夠?qū)σ豢蛷d執(zhí)行訪問(wèn)操作的必要條件是，該用戶被授權(quán)了一定的角色，其中有一個(gè)在當(dāng)前時(shí)刻處于活躍狀態(tài)，而且這個(gè)角色對(duì)客體擁有相應(yīng)的訪問(wèn)權(quán)限。</p><p>　　3.2.3最小特權(quán)管理</p><p>　　最小特權(quán)原則是系統(tǒng)安全中最基本的原則之一。所謂最小特權(quán)(Least Privil

32、ege)，指的是"在完成某種操作時(shí)所賦予網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)主體(用戶或進(jìn)程)必不可少的特權(quán)"。最小特權(quán)原則，則是指"應(yīng)限定網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)主體所必須的最小特權(quán)，確?？赡艿氖鹿?、錯(cuò)誤、網(wǎng)絡(luò)部件的篡改等原因造成的損失最小"。</p><p>　　最小特權(quán)原則一方面給予主體"必不可少"的特權(quán)，這就保證了所有的主體都能在所賦予的特權(quán)之下完成所需要完成的任務(wù)或操作;另一方面，它

33、只給予主體"必不可少"的特權(quán)，這就限制了每個(gè)主體所能進(jìn)行的操作。</p><p>　　最小特權(quán)原則要求每個(gè)用戶和程序在操作時(shí)應(yīng)當(dāng)使用盡可能少的特權(quán)，而角色允許主體以參與某特定工作所需要的最小特權(quán)去簽入(Sign)系統(tǒng)。被授權(quán)擁有強(qiáng)力角色(Powerful Roles)的主體，不需要?jiǎng)虞m運(yùn)用到其所有的特權(quán)，只有在那些特權(quán)有實(shí)際需求時(shí)，主體才去運(yùn)用它們。如此一來(lái)，將可減少由于不注意的錯(cuò)誤或是侵入者

34、假裝合法主體所造成的損壞發(fā)生，限制了事故、錯(cuò)誤或攻擊帶來(lái)的危害。它還減少了特權(quán)程序之間潛在的相互作用，從而使對(duì)特權(quán)無(wú)意的、沒(méi)必要的或不適當(dāng)?shù)氖褂貌惶赡馨l(fā)生。這種想法還可以引申到程序內(nèi)部：只有程序中需要那些特權(quán)的最小部分才擁有特權(quán)。</p><p><b>　　3.2.4可信通路</b></p><p>　　可信通路是用戶能夠借以直接同可信計(jì)算基通信的一種機(jī)制。用戶進(jìn)

35、行與安全有關(guān)的操作時(shí)，例如登錄、定義用戶的安全屬性、改變文件的安全等級(jí)等操作，必須保證是與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全核心通信。特權(quán)用戶在進(jìn)行特權(quán)操作時(shí)，也要確定從終端上輸出的信息是正確的，而不是來(lái)自特洛伊木馬。這些都需要一個(gè)機(jī)制保障用戶和內(nèi)核的通信，這種機(jī)制就是由可信通路提供的?？尚磐纺軌虮ＷC用戶確定是和安全核心通信，防止不可信進(jìn)程如特洛伊木馬等模擬系統(tǒng)的登錄過(guò)程而竊取用戶的口令。</p><p>　　提供可信通路的最簡(jiǎn)

36、單的辦法是給每個(gè)用戶兩臺(tái)終端，一臺(tái)用于處理日常工作，另一臺(tái)專門用于和內(nèi)核的硬連接。這種辦法雖然簡(jiǎn)單，但是十分昂貴。實(shí)際應(yīng)用中對(duì)用戶建議可信通路的一種方法是使用通用終端，通過(guò)發(fā)信號(hào)給核心。這個(gè)信號(hào)是不可信軟件不能攔截、覆蓋或者偽造的。一般稱這個(gè)信號(hào)為“安全注意鍵”。安全注意鍵是由終端驅(qū)動(dòng)程序檢測(cè)到的按鍵的一個(gè)特殊的組合。系統(tǒng)一旦識(shí)別到用戶在一個(gè)終端上鍵入安全注意鍵，就會(huì)終止對(duì)應(yīng)到該終端的所有用戶進(jìn)程，啟動(dòng)可信的會(huì)話過(guò)程，以保證用戶名和口令

37、不被竊走。</p><p>　　3.2.5安全審計(jì)機(jī)制</p><p>　　審計(jì)機(jī)制一般是通過(guò)對(duì)日志的分析來(lái)完成的。日志就是紀(jì)錄的事件或統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，這些事件或者統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)能提供關(guān)于系統(tǒng)使用及性能方面的信息。審計(jì)就是對(duì)日志紀(jì)錄的分析并以清晰的、能理解的方式表達(dá)系統(tǒng)信息。系統(tǒng)的安全審計(jì)就是對(duì)系統(tǒng)中有關(guān)安全的活動(dòng)進(jìn)行紀(jì)錄、檢查及審核。</p><p>　　審計(jì)通過(guò)事后分析的方

38、法認(rèn)定違反安全規(guī)則的行為，從而保證系統(tǒng)的安全。審計(jì)機(jī)制的主要作用如下：</p><p>　　能夠詳細(xì)紀(jì)錄與系統(tǒng)安全有關(guān)的行為，并對(duì)這些進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的不安全因素，保障系統(tǒng)安全。</p><p>　　能夠?qū)`反安全規(guī)則的行為或企圖提供證據(jù)，幫助追查違規(guī)行為發(fā)生的地點(diǎn)、過(guò)程以及對(duì)應(yīng)的主體。</p><p>　　對(duì)于已受攻擊的系統(tǒng)，可以提供信息幫助進(jìn)行損失評(píng)估和系統(tǒng)

39、恢復(fù)。</p><p>　　可見(jiàn)，審計(jì)是操作系統(tǒng)安全的一個(gè)重要方面。安全操作系統(tǒng)一般都要求采用審計(jì)機(jī)制來(lái)監(jiān)視與安全相關(guān)的活動(dòng)。美國(guó)國(guó)防部《橘皮書(shū)》中就明確要求“可信計(jì)算機(jī)必須向授權(quán)人員提供一種能力，以便對(duì)訪問(wèn)、生成或泄露秘密或敏感信息的任何活動(dòng)進(jìn)行審計(jì)。根據(jù)一個(gè)特定機(jī)制和/或特定應(yīng)用的審計(jì)要求，可以有選擇地獲取審計(jì)數(shù)據(jù)。但是審計(jì)數(shù)據(jù)中必須有足夠細(xì)的粒度，以支持對(duì)一個(gè)特定個(gè)體已發(fā)生的動(dòng)作或代表該個(gè)體發(fā)生的動(dòng)作進(jìn)行追

40、蹤”。</p><p>　　3.2.6存儲(chǔ)保護(hù)、運(yùn)行保護(hù)和I/O保護(hù)</p><p><b>　　1>存儲(chǔ)保護(hù)</b></p><p>　　對(duì)于一個(gè)安全操作系統(tǒng)，存儲(chǔ)保護(hù)是一個(gè)最基本的要求，這主要是指保護(hù)用戶在存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)。保護(hù)單元為存儲(chǔ)器中的最小數(shù)據(jù)范圍，可以是字、字塊、頁(yè)面或段。保護(hù)單元越小，則存儲(chǔ)保護(hù)精度越高。對(duì)于代表單個(gè)用戶，在

41、內(nèi)存中一次運(yùn)行一個(gè)進(jìn)程的系統(tǒng)，存儲(chǔ)保護(hù)機(jī)制應(yīng)該防止用戶程序?qū)Σ僮飨到y(tǒng)的影響。在允許許多道程序并發(fā)運(yùn)行的多任務(wù)操作系統(tǒng)中，還進(jìn)一步要求存儲(chǔ)保護(hù)機(jī)制對(duì)進(jìn)程的存儲(chǔ)區(qū)域?qū)嵭邢嗷ジ綦x。</p><p>　　存儲(chǔ)保護(hù)與存儲(chǔ)器管理是緊密相關(guān)的，存儲(chǔ)保護(hù)負(fù)責(zé)保證系統(tǒng)各個(gè)任務(wù)之間互不干擾，存儲(chǔ)器管理則是為了更有效地利用存儲(chǔ)空間。</p><p><b>　　2>運(yùn)行保護(hù)</b>&

42、lt;/p><p>　　安全操作系統(tǒng)的運(yùn)行保護(hù)是基于一種保護(hù)環(huán)境的等級(jí)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，這種保護(hù)環(huán)稱為運(yùn)行域。運(yùn)行域是進(jìn)程運(yùn)行的區(qū)域，在最內(nèi)層具有最小環(huán)號(hào)的環(huán)具有最高特權(quán)，而在最外層具有最大環(huán)號(hào)的環(huán)是最小的特權(quán)環(huán)。最內(nèi)層是操作系統(tǒng)，它控制整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行，靠近操作系統(tǒng)環(huán)之外的是受限使用的系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)，最外一層則是控制各種不同用戶的應(yīng)用環(huán)。</p><p>　　在這里最重要的的安全概念是：等級(jí)域機(jī)制

43、應(yīng)該保護(hù)某一環(huán)不被其外層環(huán)侵入，并且允許在某一環(huán)內(nèi)的進(jìn)程能夠有效的控制和利用該環(huán)以及該環(huán)以外的環(huán)。進(jìn)程隔離機(jī)制與等級(jí)域是不同的。給定一個(gè)進(jìn)程，它可以在任意時(shí)刻在任何一個(gè)環(huán)內(nèi)運(yùn)行，在運(yùn)行期間還可以從一個(gè)環(huán)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)環(huán)。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程在某個(gè)環(huán)內(nèi)運(yùn)行時(shí)，進(jìn)程隔離機(jī)制將保護(hù)該進(jìn)程免遭在同一環(huán)內(nèi)同時(shí)運(yùn)行的其他進(jìn)程破壞，也就是說(shuō)，系統(tǒng)將隔離在同一環(huán)內(nèi)同時(shí)運(yùn)行的各個(gè)進(jìn)程。</p><p><b>　　3>I/O保

44、護(hù)</b></p><p>　　I/O操作一般是由操作系統(tǒng)完成的一個(gè)特權(quán)操作。操作系統(tǒng)對(duì)I/O操作使用對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)用，用戶不需要控制I/O操作細(xì)節(jié)。對(duì)I/O操作進(jìn)行安全控制的最簡(jiǎn)單的方式是將設(shè)備看成一個(gè)客體，對(duì)其應(yīng)用相應(yīng)的訪問(wèn)控制規(guī)則。由于所有的I/O不是向設(shè)備寫數(shù)據(jù)就是從設(shè)備接收數(shù)據(jù)，所以一個(gè)進(jìn)行I/O操作的進(jìn)程必須受到對(duì)設(shè)備的讀寫兩種訪問(wèn)控制。這就意味設(shè)備到介質(zhì)間的路徑可以不受什么約束，而處理到設(shè)

45、備間的路徑則需要施以一定的讀寫訪問(wèn)控制。</p><p>　　3.3Linux安全性的研究</p><p>　　經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，Linux的功能在不斷增強(qiáng)，其安全機(jī)制亦在逐步完善。按照TCSEC評(píng)估準(zhǔn)則，目前Linux的安全級(jí)基本達(dá)到了C2級(jí)，更高安全級(jí)別的Linux系統(tǒng)正在開(kāi)發(fā)之中，下面我們來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下Linux主要安全機(jī)制，這些機(jī)制有些已被標(biāo)準(zhǔn)的Linux所接納，有些只是提供了“補(bǔ)

46、丁”程序。</p><p>　　PAM（pluggable Authentication Modules）是一套共享庫(kù)，其目的是提供一個(gè)框架和一套編程接口，將認(rèn)證工作由程序員交給管理員，PAM允許管理員在多種認(rèn)證方法之間作出選擇，它能夠改變本地認(rèn)證方法而不需要重新編譯與認(rèn)證相關(guān)的應(yīng)用程序。</p><p>　　PAM的功能包括：加密口令（包括DES和其他加密算法）；對(duì)用戶進(jìn)行資源限制，防止

47、DOS攻擊；允許隨意shadow口令；限制特定用戶在指定時(shí)間從指定地點(diǎn)登錄；引入概念“Client Plug-in Agents”，使PAM支持C/S應(yīng)用中的機(jī)器---機(jī)器認(rèn)證成為可能。</p><p>　　PAM為更有效的認(rèn)證方法的開(kāi)發(fā)提供了便利，在此基礎(chǔ)上可以很容易的開(kāi)發(fā)出代替常規(guī)的用戶名加口令的認(rèn)證方法，如智能卡、指紋識(shí)別等認(rèn)證技術(shù)。</p><p><b>　　入侵檢測(cè)系

48、統(tǒng)</b></p><p>　　入侵檢測(cè)技術(shù)是一項(xiàng)相對(duì)比較新的技術(shù)，目前很少有操作系統(tǒng)安裝了入侵檢測(cè)工具，事實(shí)上，標(biāo)準(zhǔn)的Linux發(fā)布版本也是最近才配置了這種工具。盡管入侵檢測(cè)系統(tǒng)的歷史很短，但是發(fā)展卻很快。利用Linux配備的工具和從因特網(wǎng)下載的工具，就可以是Linux具備高級(jí)的入侵檢測(cè)能力，這些能力包括：紀(jì)錄入侵企圖，當(dāng)攻擊發(fā)生時(shí)通知管理員；在規(guī)定情況的攻擊發(fā)生時(shí)，采取事先規(guī)定的措施；發(fā)送一些錯(cuò)誤

49、信息，比如偽裝成其他操作系統(tǒng)，這樣攻擊者會(huì)認(rèn)為他們正在攻擊一個(gè)Windows NT或者Solaris系統(tǒng)。</p><p><b>　　加密文件</b></p><p>　　加密技術(shù)在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全中扮演這越來(lái)越重要的角色。加密文件系統(tǒng)就是將加密服務(wù)引入文件系統(tǒng)，從而提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全性。有太多的理由需要加密文件系統(tǒng)，比如防止硬盤被偷竊、防止未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)等。&

50、lt;/p><p>　　目前Linux已有很多種加密文件系統(tǒng)，如CFS，TCFS，CRYPTFS等，較有代表性的是TCFS（Transparent Cryptographic File system）,它通過(guò)將加密服務(wù)和文件系統(tǒng)緊密集成，使用戶感覺(jué)不到文件的加密過(guò)程。TCFS不修改文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，備份與修復(fù)以及用戶訪問(wèn)保密文件的語(yǔ)義也不變，TCFS能夠做到讓加密文件對(duì)以下用戶不可讀：合法擁有者以外的用戶、用戶和遠(yuǎn)

51、程文件系統(tǒng)通信線路上的偷聽(tīng)者、文件系統(tǒng)服務(wù)器的超級(jí)用戶。而對(duì)合法用戶，訪問(wèn)加密文件與普通文件幾乎沒(méi)有區(qū)別。</p><p><b>　　安全審計(jì)</b></p><p>　　即使系統(tǒng)管理員十分精明的采取了各種安全措施，但是系統(tǒng)還可能存在一些新漏洞。攻擊者在漏洞被修復(fù)之前會(huì)迅速抓住機(jī)會(huì)公平可能多的機(jī)器。雖然Linux不能預(yù)測(cè)何時(shí)主機(jī)會(huì)受到攻擊，但是可以記錄攻擊者的行蹤。

52、</p><p>　　例如：Linux審計(jì)系統(tǒng)可以記錄以下內(nèi)容：所有系統(tǒng)和內(nèi)核信息、每一次網(wǎng)絡(luò)連接和它們的源IP地址以及發(fā)生時(shí)間、攻擊者的用戶名甚至操作系統(tǒng)類型、遠(yuǎn)程用戶申請(qǐng)?jiān)L問(wèn)文件、用戶控制的進(jìn)程、用戶使用的每條命令等，在調(diào)查網(wǎng)絡(luò)入侵者的時(shí)候，日志信息是不可缺少的，即使這種調(diào)查在實(shí)際攻擊發(fā)生之后進(jìn)行</p><p><b>　　強(qiáng)制訪問(wèn)</b></p>

53、<p>　　傳統(tǒng)的強(qiáng)制訪問(wèn)實(shí)現(xiàn)都是基于TCSEC中定義的MLS策略，但因MLS本身存在著這樣那樣的缺點(diǎn)（不靈活、兼容性差、難于管理等），研究人員已經(jīng)提出多種MAC策略，如DTE、RBAC、等。由于Linux是一種自由的操作系統(tǒng)，目前在其實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制訪問(wèn)控制的就有好幾種，其中比較典型的包括：SELinux、RSBAC、MAC Linux等，采用的策略也不同。</p><p>　　例如：NSA推出的SELin

54、ux安全體系結(jié)構(gòu)稱為Flask，在這一結(jié)構(gòu)中安全性策略的邏輯和通用接口一起封裝在與操作系統(tǒng)獨(dú)立的組件中，這個(gè)單獨(dú)的組件稱為安全服務(wù)器。SELinux的安全服務(wù)器定義了一種混合的安全服務(wù)器，由于類型實(shí)施（TE）、基于角色控制（RBAC）和多級(jí)安全（MLS）組成通過(guò)替換安全服務(wù)器，可以支持不同的安全策略。SELinux使用策略配置語(yǔ)言定義安全策略，然后通過(guò)Check Policy編譯成二進(jìn)制形式，存儲(chǔ)在文件ss_policy中，在內(nèi)核引導(dǎo)時(shí)

55、讀到內(nèi)核空間。這意味著安全性策略在每次系統(tǒng)引導(dǎo)時(shí)都會(huì)有所不同。策略甚至可以通過(guò)使用security_load_policy接口在系統(tǒng)操作期間更改（只要將策略配置成允許這樣更改）。</p><p><b>　　防火墻</b></p><p>　　防火墻是在被保護(hù)網(wǎng)絡(luò)和Internet之間，或者在其他網(wǎng)絡(luò)之間限制訪問(wèn)的一種部件或一系列部件。</p><

56、p>　　Linux防火墻系統(tǒng)提供了如下功能：</p><p><b>　　訪問(wèn)控制</b></p><p>　　訪問(wèn)控制可以執(zhí)行基于地址（源和目標(biāo)）、用戶和時(shí)間的訪問(wèn)控制策略，從而可以杜絕非授權(quán)的訪問(wèn)，同時(shí)保護(hù)內(nèi)部用戶的合法訪問(wèn)不受影響。</p><p><b>　　審計(jì)</b></p><p&g

57、t;　　審計(jì)對(duì)通過(guò)它的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)進(jìn)行紀(jì)錄，建立完備的日志，審計(jì)和追蹤網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)紀(jì)錄，并可以根據(jù)需要產(chǎn)生報(bào)表。</p><p><b>　　抗攻擊</b></p><p>　　防火墻系統(tǒng)直接暴露在非信任網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)外界來(lái)說(shuō)，受到防火墻保護(hù)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)如同一個(gè)點(diǎn)，所有的攻擊都是直接針對(duì)它，該點(diǎn)稱為堡壘機(jī)，因此要求堡壘機(jī)具有高度的安全性和抵御各種攻擊的能力。</p>

58、<p><b>　　其他附屬功能</b></p><p>　　如與審計(jì)相關(guān)的報(bào)警和入侵檢測(cè)，與訪問(wèn)控制相關(guān)的身份認(rèn)證、加密和認(rèn)證，甚至VPN等。</p><p>　　3.4 Linux系統(tǒng)安全性提高</p><p>　　1、限制超級(jí)用戶的權(quán)力</p><p>　　root是Linux保護(hù)的重點(diǎn)，由于它權(quán)力無(wú)限，

59、因此最好不要輕易將超級(jí)用戶授權(quán)出去。但是，有些程序的安裝和維護(hù)工作必須要求有超級(jí)用戶的權(quán)限，在這種情況下，可以利用其他工具讓這類用戶有部分超級(jí)用戶的權(quán)限。Sudo就是這樣的工具。</p><p>　　sudo并不能限制所有的用戶行為，尤其是當(dāng)某些簡(jiǎn)單的指令沒(méi)有設(shè)置限定時(shí)，就有可能被黑客濫用。例如，一般用來(lái)顯示文件內(nèi)容的/etc/cat指令，如果有了超級(jí)用戶的權(quán)限，黑客就可以用它修改或刪除一些重要的文件。</

60、p><p>　　2、 增強(qiáng)安全防護(hù)工具</p><p>　　SSH是安全套接層的簡(jiǎn)稱，它是可以安全地用來(lái)取代rlogin、rsh和rcp等公用程序的一套程序組。SSH采用公開(kāi)密鑰技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)上兩臺(tái)主機(jī)之間的通信信息加密，并且用其密鑰充當(dāng)身份驗(yàn)證的工具。</p><p>　　由于SSH將網(wǎng)絡(luò)上的信息加密，因此它可以用來(lái)安全地登錄到遠(yuǎn)程主機(jī)上，并且在兩臺(tái)主機(jī)之間安全地傳送信息

61、。實(shí)際上，SSH不僅可以保障Linux主機(jī)之間的安全通信，Windows用戶也可以通過(guò)SSH安全地連接到Linux服務(wù)器上。</p><p><b>　　3、檢查登錄密碼</b></p><p>　　設(shè)定登錄密碼是一項(xiàng)非常重要的安全措施，如果用戶的密碼設(shè)定不合適，就很容易被破譯，尤其是擁有超級(jí)用戶使用權(quán)限的用戶，如果沒(méi)有良好的密碼，將給造成很大的安全漏洞。</p

62、><p>　　在多用戶中，如果強(qiáng)迫每個(gè)用戶選擇不易猜出的密碼，將大大提高的安全性。但如果passwd程序無(wú)法強(qiáng)迫每個(gè)上機(jī)用戶使用恰當(dāng)?shù)拿艽a，要確保密碼的安全度，就只能依靠密碼破解程序了。</p><p>　　實(shí)際上，密碼破解程序是黑客工具箱中的一種工具，它將常用的密碼或者是英文字典中所有可能用來(lái)作密碼的字都用程序加密成密碼字，然后將其與Linux的/etc/passwd密碼文件或/etc/sh

63、adow影子文件相比較，如果發(fā)現(xiàn)有吻合的密碼，就可以求得明碼了。</p><p>　　在網(wǎng)絡(luò)上可以找到很多密碼破解程序，比較有名的程序是crack。用戶可以自己先執(zhí)行密碼破解程序，找出容易被黑客破解的密碼，先行改正總比被黑客破解要有利。</p><p>　　4、設(shè)定用戶賬號(hào)的安全等級(jí)</p><p>　　除密碼之外，用戶賬號(hào)也有安全等級(jí)，這是因?yàn)樵贚inux上每個(gè)賬

64、號(hào)可以被賦予不同的權(quán)限，因此在建立一個(gè)新用戶ID時(shí)，管理員應(yīng)該根據(jù)需要賦予該賬號(hào)不同的權(quán)限，并且歸并到不同的用戶組中。</p><p>　　在Linux上的tcpd中，可以設(shè)定允許上機(jī)和不允許上機(jī)人員的名單。其中，允許上機(jī)人員名單在/etc/hosts.allow中設(shè)置，不允許上機(jī)人員名單在/etc/hosts.deny中設(shè)置。設(shè)置完成之后，需要重新啟動(dòng)inetd程序才會(huì)生效。此外，Linux將自動(dòng)把允許進(jìn)入或不

65、允許進(jìn)入的結(jié)果記錄到/rar/log/secure文件中，管理員可以據(jù)此查出可疑的進(jìn)入記錄。</p><p>　　每個(gè)賬號(hào)ID應(yīng)該有專人負(fù)責(zé)。在企業(yè)中，如果負(fù)責(zé)某個(gè)ID的職員離職，管理員應(yīng)立即從中刪除該賬號(hào)。很多入侵事件都是借用了那些很久不用的賬號(hào)。</p><p>　　在用戶賬號(hào)之中，黑客最喜歡具有root權(quán)限的賬號(hào)，這種超級(jí)用戶有權(quán)修改或刪除各種設(shè)置，可以在中暢行無(wú)阻。因此，在給任何賬

66、號(hào)賦予root權(quán)限之前，都必須仔細(xì)考慮。</p><p>　　Linux中的/etc/securetty文件包含了一組能夠以root賬號(hào)登錄的終端機(jī)名稱。例如，在RedHatLinux中，該文件的初始值僅允許本地虛擬控制臺(tái)(rtys)以root權(quán)限登錄，而不允許遠(yuǎn)程用戶以root權(quán)限登錄。最好不要修改該文件，如果一定要從遠(yuǎn)程登錄為root權(quán)限，最好是先以普通賬號(hào)登錄，然后利用su命令升級(jí)為超級(jí)用戶。</p&

67、gt;<p><b>　　問(wèn)題討論與分析</b></p><p>　　安全設(shè)計(jì)往往會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)性能降低，一個(gè)好的安全性設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)在考慮安全目標(biāo)的同時(shí)，亦注重不要使系統(tǒng)性降低的過(guò)多</p><p>　　另一個(gè)后果是，安全設(shè)計(jì)可能帶來(lái)的不良的用戶界面，甚至在某些時(shí)候，一個(gè)通常被認(rèn)為安全的操作，系統(tǒng)卻當(dāng)作不安全的操作拒絕執(zhí)行。</p><p&

68、gt;　　所以“計(jì)算機(jī)安全”不是一個(gè)絕對(duì)的概念，只要有足夠的工具和足夠的時(shí)間，一個(gè)被認(rèn)為“安全”的系統(tǒng)仍然會(huì)收到致命的攻擊，這也是最有名的安全標(biāo)準(zhǔn)TCSEC被稱作可信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則而不是安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)評(píng)估準(zhǔn)則的原因，因?yàn)檫_(dá)到，某一個(gè)安全級(jí)別的系統(tǒng)，只能說(shuō)更安全了，變得更可信了、而不意味著絕對(duì)安全性，不過(guò)，這也從另一個(gè)角度表明，計(jì)算機(jī)安全研究還有很長(zhǎng)的路要走。</p><p><b>　　5．結(jié)束語(yǔ)&

69、lt;/b></p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)我找了很多的材料比較很很多系統(tǒng)安全性技術(shù)的指標(biāo)，不僅讓我對(duì)課本的知識(shí)掌握得更加透徹，而且還了解了更多的課本外的知識(shí)。正如上面說(shuō)的</p><p>　　從計(jì)算機(jī)安全的角度看，世界上沒(méi)有絕對(duì)密不透風(fēng)、百分之百安全的計(jì)算機(jī)，Linux也不例外。雖然Linux的安全性能很高，使順手牽羊型的黑客和電腦玩家不能輕易闖入，但卻不一定能阻擋那些身懷絕技的

70、武林高手。所以計(jì)算機(jī)安全研究的路還很長(zhǎng)。因此通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我真正了解了操作系統(tǒng)安全性內(nèi)涵和要求，學(xué)到了很多有用的知識(shí)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]賈春福、鄭鵬 《操作系統(tǒng)安全》 武漢大學(xué)出版社2006.12</p><p>　　[2]劉克龍、馮登國(guó)、石文昌 《操作系統(tǒng)原理與技術(shù)》北京：科學(xué)出版社，

71、2004.07</p><p>　　[3]湯小丹，梁紅兵，哲鳳萍，湯子瀛 計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)（第三版）[M].西安電子科技大學(xué)出版社，2007.5</p><p>　　[4]梁紅兵，湯小丹《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》學(xué)習(xí)指導(dǎo)與題解（第二版）[M].西安電子科技大學(xué)出版社，2008.9</p><p>　　[5]William Stallings，陳渝譯，向勇審校 操作系統(tǒng)——精髓