基于固件的虛擬機監(jiān)視器系統(tǒng)策略安全機制研究與實現(xiàn).pdf

1、近年來，隨著虛擬化技術的推廣應用，虛擬化系統(tǒng)，尤其是其核心組件一一虛擬機監(jiān)視器的安全問題日益突出，其中，由運行時數(shù)據(jù)完整性安全漏洞所引發(fā)的單點失效問題尤為突出。因此，虛擬機監(jiān)視器的運行時數(shù)據(jù)完整性安全引起了虛擬化系統(tǒng)安全研究者的關注，尤其是運行時數(shù)據(jù)的完整性安全。而系統(tǒng)策略文件的完整性安全則是運行時數(shù)據(jù)完整性安全的基礎。這是由于虛擬機監(jiān)視器的訪問控制機制依賴于系統(tǒng)策略文件對系統(tǒng)安全事件進行響應和處理。若系統(tǒng)策略文件被竄改，將直接影響虛擬

2、機監(jiān)視器對系統(tǒng)安全事件的處理結(jié)果。目前，虛擬化系統(tǒng)釆用傳統(tǒng)文件安全機制保護系統(tǒng)策略文件的完整性。該機制存在兩大不足，即虛擬機監(jiān)視器不能對系統(tǒng)所存儲的策略文件進行完整性校驗和無法保障系統(tǒng)運行時動態(tài)策略文件的完整性安全。因此，如何保護系統(tǒng)策略文件的完整性是當前虛擬機監(jiān)視器系統(tǒng)發(fā)展應用中亟待解決的安全問題。
　　系統(tǒng)策略文件的完整性安全包括存儲時系統(tǒng)策略文件的完整性安全與運行時動態(tài)策略文件的完整性安全。基于此，本文研究并提出了基于固件的

3、虛擬機監(jiān)視器系統(tǒng)策略安全機制。該機制由兩部分構成：第一部分是統(tǒng)一可擴展固件環(huán)境文件安全機制。本文基于統(tǒng)一可擴展固件接口驅(qū)動模型和統(tǒng)一可擴展固件TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議棧，從傳統(tǒng)的網(wǎng)絡通信機制出發(fā)，研究并提出了統(tǒng)一可擴展固件環(huán)境文件安全機制，以保障所存儲系統(tǒng)策略文件的完整性安全。該機制運行于統(tǒng)一可擴展固件環(huán)境下，即pre-OS環(huán)境中，無需上層系統(tǒng)軟件協(xié)助即可實現(xiàn)系統(tǒng)策略文件的網(wǎng)絡安全傳輸、運行時安全管理、數(shù)據(jù)完整性安全校驗和策略可視化配置等目

4、標，消除了上層系統(tǒng)軟件對系統(tǒng)策略文件的完整性安全威脅。第二部分是保障動態(tài)策略文件完整性安全的數(shù)據(jù)校驗機制。針對傳統(tǒng)文件安全機制在保護運行時動態(tài)策略文件方面的不足，基于運行時動態(tài)策略文件基本保持不變的特點，本文研究并提出了采用數(shù)據(jù)校驗算法對動態(tài)策略文件進行完整性校驗的上層安全機制。該機制為了提高虛擬機監(jiān)視器訪問固件中系統(tǒng)策略文件的速度，實現(xiàn)了一個基于/proc文件系統(tǒng)的動態(tài)策略文件庫，并利用時鐘中斷機制和內(nèi)核的可搶占性，周期性地對動態(tài)策略