可信Linux操作系统关键技术研究

论文摘要

可信计算平台是个新兴的研究方向,可信计算已经成为研究的热点。作为可信计算平台的核心,操作系统对可信的要求不言而喻。作为开源的Linux,其特点很适合用作可信计算平台的操作系统,但是现有的Linux操作系统不能满足高可信计算平台的要求。如何设计出一个可信的Linux操作系统,将是实现可信计算平台的关键。本文以现有的Linux操作系统为基础,从可信的各种属性进行研究,主要讨论了可靠性,容错性和安全性,对如何提高Linux操作系统的可靠性、容错性和安全性给出了流行的方法和模型。操作系统的可信启动是一个很重要的问题,本文通过更改现有的Grub引导过程,得到一个可信的Grub实现了Linux的可信启动,通过实验表明只增加了系统9%的时间开销。在对可信各属性研究的基础上,明确了可信操作系统的设计原则,分析了可信操作系统的安全特性,设计出安全Linux操作系统的整体框架。在实现可信启动的Linux操作系统上,参照我国国家标准GB17859-1999《计算机信息系统安全保护等级划分准则》第四级《结构化标准》,参考现有的NSA的SeLinux、RFSOS等安全操作系统,设计与实现了一个能实现存取访问控制、审计等功能,具有安全性的Linux操作系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 Linux操作系统
• 1.3 可信性的属性及可信计算平台
• 1.3.1 可信的概念及属性
• 1.3.2 可信计算平台
• 1.4 国内外研究状况
• 1.4.1 国外研究状况
• 1.4.2 国内研究状况
• 1.5 论文的总体结构与思路
• 第2章 可信属性的研究
• 2.1 可靠性
• 2.1.1 计算机可靠性理论
• 2.1.2 可靠性指标
• 2.1.3 提高可靠性的方法
• 2.1.4 人工故障注入
• 2.2 容错性
• 2.2.1 硬件冗余
• 2.2.2 信息冗余
• 2.2.3 时间冗余
• 2.2.4 软件冗余
• 2.3 安全性
• 2.3.1 安全策略模型
• 2.3.2 LSM安全模块
• 2.4 属性之间的关系
• 2.5 本章小结
• 第3章 可信Linux操作系统的整体设计
• 3.1 可信Linux操作系统
• 3.1.1 可信Linux操作系统的设计原则
• 3.1.2 可信Linux操作系统的安全特性
• 3.2 安全Linux操作系统
• 3.2.1 安全Linux操作系统的提出
• 3.2.2 Linux操作系统安全的目标
• 3.2.3 安全Linux操作系统的总体结构
• 3.3 本章小结
• 第4章 Linux操作系统的可信启动
• 4.1 操作系统的一般启动过程
• 4.2 Linux操作系统的启动过程
• 4.3 Grub
• 4.3.1 Grub及其在Linux启动过程中的作用
• 4.3.2 Grub过程及源代码分析
• 4.4 可信Grub
• 4.5 实验验证
• 4.6 本章小结
• 第5章 安全Linux操作系统的设计与实现
• 5.1 标识与鉴定子系统
• 5.2 可信通路子系统
• 5.3 存取控制子系统
• 5.3.1 自主存取访问控制
• 5.3.2 强制存取访问
• 5.4 最小特权管理子系统
• 5.4.1 用户最小特权管理
• 5.4.2 进程最小特权管理
• 5.5 审计子系统
• 5.5.1 审计系统中的事件
• 5.5.2 内核机制
• 5.5.3 审计子系统的实现
• 5.6 隐通道子系统
• 5.7 客体重用子系统
• 5.8 系统验证
• 5.9 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢