通用型安全操作系統(tǒng)解決方案淺析

1、通用型平安操作系統(tǒng)解決方案淺析通用型平安操作系統(tǒng)解決方案淺析0引言隨著網(wǎng)絡平安威脅的日益嚴重，用戶對信息平安的建立越來越重視。而現(xiàn)階段的平安威脅不僅種類越發(fā)豐富，攻擊形式也日趨多樣。從早期的病毒蠕蟲到如今非常普遍的惡意代碼、盜號木馬、間諜軟件、網(wǎng)絡釣魚以及大量的垃圾郵件等，無一不給用戶的正常應用帶來嚴重的平安威脅。受到攻擊的用戶輕那么黑屏死機，重那么造成個人經(jīng)濟利益損失。同時，針對效勞器的eb應用層攻擊(包括SQL注入、跨站腳本攻擊等)已成為目前流行的方式，造成大量對外提供業(yè)務的效勞器網(wǎng)頁被篡改，或者效勞器癱瘓等問題。近期發(fā)生的大規(guī)模數(shù)據(jù)泄露事件，涉及多個大型網(wǎng)站，信息泄露數(shù)量高達1億多條用戶

2、信息，嚴重損害了互聯(lián)網(wǎng)用戶的合法權益、危害了互聯(lián)網(wǎng)平安。1平安操作系統(tǒng)需要解決的問題人們對網(wǎng)絡平安問題及造成的危害早已認識，對其防范措施也是多種多樣，雖煞費苦心但效果并不理想。其實防火墻、防病毒、入侵檢測、UT等網(wǎng)絡層和應用層的防護手段已趨于成熟，信息系統(tǒng)產(chǎn)生平安問題的最根本原因在于操作系統(tǒng)的構(gòu)造和機制的不平安。其根源在于P機硬件構(gòu)造的簡化，系統(tǒng)不分執(zhí)行態(tài)，內(nèi)存無越界保護等等，使操作系統(tǒng)難以建立真正的TB可信計算基。這樣就導致資源配置被篡改、惡意程序被植入執(zhí)行、利用緩沖區(qū)溢出攻擊、非法接收系統(tǒng)管理員權限等平安事故的發(fā)生。隨著病毒在全球范圍內(nèi)的泛濫傳播、黑客利用各種破綻發(fā)起的攻擊、非授權者任意竊

3、取信息資源等各類平安風險的激增，使得傳統(tǒng)的信息平安產(chǎn)品老三樣防論文聯(lián)盟火墻、防病毒、入侵檢測、IPS等構(gòu)筑的防護體系日趨顯得被動。信息平安問題的根本解決，需要從系統(tǒng)工程的角度來考慮，通過建立平安操作系統(tǒng)構(gòu)建可信計算基(TB)，建立動態(tài)、完好的平安體系。沒有平安操作系統(tǒng)的保護，就不可能有網(wǎng)絡系統(tǒng)的平安，也不可能有應用軟件信息處理的平安性。信息平安框架的構(gòu)造假設只停留在網(wǎng)絡防護的層面上,而忽略了操作系統(tǒng)內(nèi)核平安這一根本要素,就如同將穩(wěn)固的堡壘建立在沙丘之上,平安隱患極大。根據(jù)國家?GB/T20272-2022信息平安技術操作系統(tǒng)平安技術要求?，平安操作系統(tǒng)需要解決幾個問題：第一，身份鑒別；第二，訪

4、問控制，包括自主訪問控制和強迫訪問控制要求；第三，數(shù)據(jù)流控制；第四，平安審計；第五，用戶數(shù)據(jù)完好性保護；第六，用戶數(shù)據(jù)保密性保護；第七，SSS自身平安保護。如何解決上述七點問題成為平安操作系統(tǒng)開發(fā)的難點。3提升操作系統(tǒng)平安等級的主要方式當前國內(nèi)使用的效勞器操作系統(tǒng)主要來自國外如AIX、HP-UX、Slaris、indsServer、LinuxServer等，由于多數(shù)商用效勞器操作系統(tǒng)不開源，所以現(xiàn)階段要提升操作系統(tǒng)平安等級主要有兩種方式：一是依靠使用開源的Linux源代碼自主研發(fā)平安操作系統(tǒng)；二是通過重構(gòu)操作系統(tǒng)平安子系統(tǒng)SSS提升現(xiàn)有操作系統(tǒng)的平安等級，從而實現(xiàn)平安操作系統(tǒng)?；贚inux開

5、源代碼研究的根底上，對Linux操作系統(tǒng)進展平安改造，重新構(gòu)建一個新的平安的操作系統(tǒng)，可以保證操作系統(tǒng)的可控性、可信性。通過重構(gòu)開源操作系統(tǒng)內(nèi)核，雖然可以實現(xiàn)操作系統(tǒng)平安等級的提升，但缺乏之處是其對上層應用軟件、配套硬件、網(wǎng)絡支持上還不夠完善。我國的效勞器操作系統(tǒng)高端市場根本是IBAIX、HPHP-UX、SunSlaris，而中低端根本上都采用的是indsServer。這種方式只限于公開內(nèi)核源代碼的操作系統(tǒng)，對部分商用效勞器操作系統(tǒng)包括indsServer、Slaris、AIX等不適用。假設采用此種方案需要放棄如今使用的操作系統(tǒng)，而使用一個全新的操作系統(tǒng)，這將嚴重影響企業(yè)的業(yè)務連續(xù)性和業(yè)務邏輯

6、，也因此多數(shù)企業(yè)不愿采用而無法得到普及?？梢钥闯觯@種方式并不適宜當前通用平安操作系統(tǒng)解決方案。相對于使用Linux源代碼自主研發(fā)平安操作系統(tǒng)，采用重構(gòu)操作系統(tǒng)平安子系統(tǒng)SSS實現(xiàn)平安操作系統(tǒng)的方法，是在內(nèi)核層面上對操作系統(tǒng)進展重構(gòu)和擴大。這種方式對安裝在操作系統(tǒng)之上的合法應用軟件和數(shù)據(jù)庫的正常使用不會造成任何影響，對底層硬件驅(qū)動也是透明發(fā)生，其不會影響現(xiàn)有業(yè)務的連續(xù)性，甚至不用重啟效勞器，就能對整個操作系統(tǒng)的平安級別進展動態(tài)提升，以到達解決操作系統(tǒng)平安隱患的目的，是目前較為理想的通用平安操作系統(tǒng)解決方案。在操作系統(tǒng)中，SSS是構(gòu)成一個平安操作系統(tǒng)的所有平安保護裝置的組合體。一個SSS可以包含

7、多個SSFSSS平安功能模塊,每個SSF是一個或多個SFP平安功能策略的實現(xiàn)。SSPSSS平安功能策略是這些SFP的總稱，構(gòu)成一個平安域，以防止不可信主體的干擾和篡改。實現(xiàn)SSF有兩種方法，一種是設置前端過濾器，另一種是設置訪問監(jiān)控器。以下解決方案為采用設置訪問監(jiān)控器實現(xiàn)SSF的方法，是通過在SSS中設置多個資源訪問監(jiān)控器，控制的客體范圍包括文件、進程、效勞、共享資源、磁盤、端口、注冊表(僅inds)等；主體包括用戶、進程和IP，同時支持用戶與進程的綁定，可以控制到指定用戶的指定進程。將主機資源各個層面嚴密的結(jié)合，可以根據(jù)實際需要對資源進展合理控制，實現(xiàn)權限最小原那么。并結(jié)合增強型DTE、RB

8、A、BLP三種訪問控制平安模型，重構(gòu)操作系統(tǒng)的平安子系統(tǒng)SSS,用重構(gòu)后的強化平安子系統(tǒng)監(jiān)控器監(jiān)控資源訪問的行為，遵循增強型DTE、RBA、BLP模型來實現(xiàn)系統(tǒng)的平安策略。通過三種模型的互相作用和制約，確保系統(tǒng)中信息和系統(tǒng)自身平安性，以保障操作系統(tǒng)的保密性、完好性、可用性、可靠性。4增強型平安模型與傳統(tǒng)平安模型的區(qū)別4.1增強型DTE模型DTEDainandTypeEnfreent模型是有效施行細粒度強迫訪問控制的平安策略機制。其中平安域隔離技術作為構(gòu)建可信系統(tǒng)的根本要求之一，是操作系統(tǒng)核心強迫執(zhí)行的一種訪問控制機制，特點是通過嚴格的隔離，阻止平安域內(nèi)、外部主體對客體的越權訪問，實現(xiàn)保密性、完

9、好性、最小特權等平安保護。增強型DTE是在傳統(tǒng)DTE模型根底之上進展擴大，實現(xiàn)域內(nèi)不僅分配主體也可以分配客體，使不同域內(nèi)的主客體訪問到達多對多的訪問關系。通過定義不同域的主客體訪問權限，解決現(xiàn)有DTE模型存在的平安目的不準確、系統(tǒng)的平安性難以控制等問題。通過配置嚴格的隔離策略，阻止平安域內(nèi)、外部主體對客體的越權訪問，從而實現(xiàn)保密性、完好性、最小特權等平安保護。為域間通信提供平安可靠的可信管道機制，從而得出系統(tǒng)處于可信狀態(tài)的形式定義。采用增強型DTE平安域可以根據(jù)平安需求將應用和功能劃分到不同的域，使進入域的主體權限得到有效控制，分開域的主體權限最小化。比照方圖1所示。4.2增強型RBA模型基于

10、角色的訪問控制Rle-BasedAessntrl因為有著替代傳統(tǒng)訪問控制自主訪問、強迫訪問的前景而受到廣泛關注。在RBA中，權限與角色相關聯(lián)，用戶通過成為適當角色成員而得到這些角色的權限，這就極大地簡化了權限的管理。在一個組織中，角色是為了完成各種工作而創(chuàng)造的，用戶那么根據(jù)它的責任和資格來被指派相應的角色，用戶可以很容易地從一個角色被指派到另一個角色。角色可根據(jù)新的需求和系統(tǒng)的合并而賦予新的權限，而權限也可根據(jù)需要從某角色中回收。角色與角色的關系可以建立起來以囊括更廣泛的客觀情況。增強型RBA模型可以支持細粒度的配置，其主客體對應關系如圖2所示。4.3增強型BLP模型BLP模型的根本平安策略是

11、上讀下寫，高平安級別主體只可以讀平安級別比它低的客體，低平安級別主體只可以寫平安級別比它高的客體，同級別主客體間可讀寫。上讀下寫的平安策略保證了數(shù)據(jù)流向中的所有數(shù)據(jù)只能按照平安級別從低到高的流向流動，從而保證了敏感數(shù)據(jù)不被泄露。增強型BLP模型讀和寫的權限更注重細粒度的控制，讀權限包括讀數(shù)據(jù)、讀AL等。寫權限包括寫數(shù)據(jù)、追加寫、寫AL等。BLP模型示意如圖3。椒圖科技以上述解決方案為根底進展深化的技術研究和拓展，率先研發(fā)出了新一代的椒圖主機平安環(huán)境系統(tǒng)，簡稱：JHSEJTHstSeurityEnvirnent的字母縮寫。JHSE以國家等級保護標準為根據(jù)，是針對效勞器操作系統(tǒng)存在的平安隱患而提供

12、的通用型平安操作系統(tǒng)解決方案，解決操作系統(tǒng)層面所面臨的惡意代碼執(zhí)行、越權訪問、數(shù)據(jù)泄露、破壞數(shù)據(jù)完好性等各種攻擊行為。5總結(jié)椒圖科技JHSE可以通過可視虛擬化技術將每個應用或者功能單獨劃分成平安域，各平安域之間如同獨立的主機互相隔離；利用增強型DTE所生成的每個平安域中均具備增強型RBA平安機制，可對域內(nèi)資源進展強迫訪問控制，讓每個域的平安性非常強??；而增強型DTE那么隔離了域與域之間的訪問，即便管理員忘記對某個域進展平安配置，出現(xiàn)了平安事故，所產(chǎn)生的影響也僅局限在該域內(nèi)，不會影響和擴散到其他域。這種默認的最小化平安訪問機制，有效地隔離了、未知攻擊和惡意代碼對系統(tǒng)與應用資源的訪問，確保了系統(tǒng)資

13、源的保密性和完好性，從而也提供了高可用和高可靠的業(yè)務連續(xù)性。JHSE通過對平安子系統(tǒng)SSS的重構(gòu)和擴大，它將原有操作系統(tǒng)中自由型、層次型的自主訪問控制模型，改變?yōu)榉?GB/T20272-2022信息平安技術-操作系統(tǒng)平安技術要求?的宿主型自主訪問控制模型。JHSE嚴格按照三級操作系統(tǒng)平安標準，使操作系統(tǒng)平安到達身份鑒別、強迫訪問控制、平安審計、剩余信息保護、入侵防范、惡意代碼防范，資源控制等標準，為信息系統(tǒng)提供縱深防御體系。同時，JHSE適用于AIX、HP-UX、Slaris、indsServer、LinuxServer等主流商用效勞器操作系統(tǒng)，其安裝、應用都不會影響原有業(yè)務的邏輯和連續(xù)性，從而實現(xiàn)了對效勞器操作系統(tǒng)平