Windows平臺(tái)下虛擬執(zhí)行環(huán)境的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、虛擬化技術(shù)是一種將硬件或軟件資源進(jìn)行分解,以構(gòu)造多個(gè)彼此隔離的執(zhí)行環(huán)境的技術(shù)。這種彼此隔離的特性為虛擬化技術(shù)的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。當(dāng)前,虛擬化技術(shù)在服務(wù)器整合、平臺(tái)遷移、充分利用系統(tǒng)資源、災(zāi)難恢復(fù)、虛擬應(yīng)用程序等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
　　 在非安全程序的檢測(cè)和調(diào)試領(lǐng)域,虛擬化技術(shù)發(fā)揮的作用尤其重要。虛擬化技術(shù)能夠模擬一個(gè)真實(shí)的應(yīng)用程序運(yùn)行環(huán)境,使得任何運(yùn)行于其中的應(yīng)用程序如同運(yùn)行在真實(shí)執(zhí)行環(huán)境中一樣。利用虛擬化技術(shù)不僅能夠?qū)?/p>

2、應(yīng)用程序的行為進(jìn)行監(jiān)控,也能夠保護(hù)主機(jī)系統(tǒng)免遭惡意程序的破壞。
　　 關(guān)于虛擬化,最大的挑戰(zhàn)就是如何更好的實(shí)現(xiàn)虛擬執(zhí)行環(huán)境與主機(jī)系統(tǒng)的隔離。本文首先概括分析了當(dāng)前虛擬化技術(shù)的研究和發(fā)展現(xiàn)狀,并對(duì)比分析了當(dāng)前流行的各種虛擬化技術(shù),在分析了Windows操作系統(tǒng)分層體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上得出實(shí)現(xiàn)一種隔離性強(qiáng)、資源消耗低的操作系統(tǒng)層的虛擬執(zhí)行環(huán)境(OS Level VirtualExecution Environment,OSINEE),該

3、虛擬執(zhí)行環(huán)境的主體是一個(gè)“虛擬內(nèi)核”,該虛擬內(nèi)核負(fù)責(zé)文件系統(tǒng)、注冊(cè)表資源、進(jìn)程間通信、系統(tǒng)內(nèi)核對(duì)象、系統(tǒng)守護(hù)進(jìn)程以及網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)的虛擬化。系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)基于以下幾點(diǎn):一是利用虛擬磁盤(pán)技術(shù)為OSlNEE提供一個(gè)虛擬化磁盤(pán),然后利用Windows操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)過(guò)濾驅(qū)動(dòng)技術(shù)將OSLNEE內(nèi)的所有文件系統(tǒng)請(qǐng)求重定向到該虛擬磁盤(pán)上,從而達(dá)到隔離主機(jī)系統(tǒng)和虛擬執(zhí)行環(huán)境的目的。二是利用命名空間重定向機(jī)制,通過(guò)在用戶空間截獲系統(tǒng)庫(kù)函數(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、進(jìn)程

4、間通信以及系統(tǒng)服務(wù)的虛擬化;通過(guò)在內(nèi)核態(tài)截獲系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)內(nèi)核對(duì)象和注冊(cè)表資源的虛擬化,從而達(dá)到為應(yīng)用程序執(zhí)行提供虛擬系統(tǒng)資源和服務(wù)的目的。三是利用寫(xiě)時(shí)拷貝機(jī)制(Copy OnWrite,COW),保證主機(jī)系統(tǒng)與虛擬執(zhí)行環(huán)境之間的數(shù)據(jù)一致性。
　　 通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明,該執(zhí)行環(huán)境能夠?yàn)閼?yīng)用程序的運(yùn)行提供真實(shí)的運(yùn)行環(huán)境,在病毒檢測(cè),不可信程序檢測(cè)及調(diào)試方面,達(dá)到了保護(hù)主機(jī)系統(tǒng)、隔離惡意破壞行為的目的,并且能夠?yàn)楹罄m(xù)應(yīng)用程序的行為分析提供充