心51操作系统可信计算基的构成 3.安全内核在实现上有两种情况 2)安全内核是操作系统的一部分 安全内核由硬件和介于硬件和操作系统之间的一层软件组成。 安全内核的软件和硬件认为是可信的,处于安全周界的内部,但 操作系统和应用程序均处于安全周界之外。 用户 系统外部 系统接口 安全无关的 应用程序 (不可信) 操作系统接口 安全周界外部操作系统的其他部分 内核接口 安全相关的 操作系统中安全内核 (可信的) 硬件接口 安全周界内部 硬件平台 7/103 图5.3操作系统中的安全内核的地位
7/103 3. 安全内核在实现上有两种情况 ⚫ 2）安全内核是操作系统的一部分 ⚫ 安全内核由硬件和介于硬件和操作系统之间的一层软件组成。 ⚫ 安全内核的软件和硬件认为是可信的，处于安全周界的内部，但 操作系统和应用程序均处于安全周界之外。 系统接口 应用程序 操作系统中安全内核 硬件平台 操作系统接口 硬件接口 安全相关的 (可信的) 安全周界内部 安全无关的 (不可信) 安全周界外部 系统外部 用户 图5.3 操作系统中的安全内核的地位 操作系统的其他部分 内核接口 5.1操作系统可信计算基的构成
多52操作系统的安全机制 ●操作系统安全的目标 标识系统中的用户并进行身份鉴别 依据系统安全策略对用户的操作进行存取控制 监督系统运行的安全 保证系统自身的安全性和完整性 为了实现操作系统安全的目标,需要建立相应的 安全机制,包括: ●隔离控制、硬件保护、用户认证、访问控制等 8/103
8/103 5.2 操作系统的安全机制 操作系统安全的目标 ⚫ 标识系统中的用户并进行身份鉴别 ⚫ 依据系统安全策略对用户的操作进行存取控制 ⚫ 监督系统运行的安全 ⚫ 保证系统自身的安全性和完整性 为了实现操作系统安全的目标，需要建立相应的 安全机制，包括： ⚫ 隔离控制、硬件保护、用户认证、访问控制等
521隔离机制 ≥隔离机制是解决进程控制、内存保护的有效方法 1.隔离控制的方法有四种: ①物理隔离。在物理设备或部件一级进行隔离,使不同 的用户程序使用不同的物理对象。 如不同安全级别的用户分配不同的打印机,恃殊用户保 密级运算可以在cPU一级进行隔离,使用专用的cPU 运算 ②时间隔离。对不同安全要求的用户进程分配不同的运 行时间段。 °对于用户运算高密级信息时,甚至独占计算机进行运
9/103 5.2.1 隔离机制 隔离机制是解决进程控制、内存保护的有效方法 1.隔离控制的方法有四种： ① 物理隔离。在物理设备或部件一级进行隔离，使不同 的用户程序使用不同的物理对象。 ⚫ 如不同安全级别的用户分配不同的打印机，特殊用户保 密级运算可以在CPU一级进行隔离，使用专用的CPU 运算 ② 时间隔离。对不同安全要求的用户进程分配不同的运 行时间段。 ⚫ 对于用户运算高密级信息时，甚至独占计算机进行运算
521隔离机制 ③逻辑隔离。多个用户进程可以同时运行,但相互之间感 觉不到其他用户进程的存在 这是因为操作系统限定各进程的运行区域,不允许进程访问其他未 被允许的区域。 ●④加密隔离。进程把自己的数据和计算活动隐蔽起来,使 他们对于其他进程是不可见的 对用户的口令信息或文件数据以密码形式存储,使其他用户无法访 问,也是加密隔离控制措施。 这几种隔离措施实现的复杂性是还步递增的,而它们的安全 性则是逐步递减的 前两种方法的安全性是比较高的,但会降低硬件资源的利用 率。后两种隔离方法主要依赖操作系统的功能实现。 10/103
10/103 ③ 逻辑隔离。多个用户进程可以同时运行，但相互之间感 觉不到其他用户进程的存在 ⚫ 这是因为操作系统限定各进程的运行区域，不允许进程访问其他未 被允许的区域。 ④ 加密隔离。进程把自己的数据和计算活动隐蔽起来，使 他们对于其他进程是不可见的 ⚫ 对用户的口令信息或文件数据以密码形式存储，使其他用户无法访 问，也是加密隔离控制措施。 这几种隔离措施实现的复杂性是逐步递增的，而它们的安全 性则是逐步递减的. 前两种方法的安全性是比较高的，但会降低硬件资源的利用 率。后两种隔离方法主要依赖操作系统的功能实现。 5.2.1隔离机制
522硬件的保护机制 计算机硬件的安全目标是保证其自身的可靠性并为 系统提供基本的安全机制。主要包括:存储器保护、 运行保护、输入/输出保护等 存储器保护 保护用户在存储器中的数据的安全 具体要求 防止用户对操作系统的影响 各用户进程应相互隔离 应禁止用户模式下对系统段进行写操作 11/103
11/103 5.2.2 硬件的保护机制 计算机硬件的安全目标是保证其自身的可靠性并为 系统提供基本的安全机制。主要包括：存储器保护、 运行保护、输入/输出保护等 1. 存储器保护 ⚫ 保护用户在存储器中的数据的安全 ⚫ 具体要求 ⚫ 防止用户对操作系统的影响 ⚫ 各用户进程应相互隔离 ⚫ 应禁止用户模式下对系统段进行写操作