支持蜜罐入侵检查的虚拟机域间通讯技术研究

论文摘要

近几年来硬件的快速发展支持和促进了虚拟机的发展。虚拟机在性能上的劣势在不断缩小,特别是人们对虚拟机的认识在不断加深,使得虚拟机的应用面不断扩大。本文利用虚拟机的高隔离性、高可用性和易管理性的特性来探索虚拟机在安全方向的应用。在深入理解虚拟机和安全的当前研究现状后,本文针对现有的安全发展趋势提出一套安全的系统——蜜罐入侵检查系统。该系统利用虚拟机融合传统的IDS和蜜罐系统来增强安全系统检测攻击的能力。由于虚拟机设计之初并没考虑到安全方向的应用,所以本文重点研究如何通过修改虚拟机来适应这套安全系统。在研究中设计一套域间通讯的技术来促进蜜罐和IDS的融合工作,并对这套通讯技术进行了相关的测试和评估。本文研究的虚拟机对象是Xen,主要是因为它非常适合作为安全方面的研究。本文通过对Xen框架和代码的深入理解的情况下,通过分析并深入了解当前两大安全系统——蜜罐和IDS,研究出这套安全模型来实现这两者的互补融合工作。另外为实现这个安全模型,深入分析了Xen关于域间通讯的一系列机制,提出一套域间通讯模型。该通讯模型增强了安全系统的域间通讯能力,除此之外设计和实现了通讯系统的必要模块、核心算法和回收机制等,同时对核心算法做了相应的评测工作。另外依据核心算法的特性提出了一套更高效、更灵活、更隐蔽的域间通讯机制技术。在研究安全系统时,了解并分析了一些常用蜜罐和IDS系统以及选择适当的蜜罐和IDS作为基本模块,并且修改蜜罐和IDS的部分代码来适应安全系统。另外也将本文重点研究的域间通讯系统应用到这个安全系统上,以帮助两大传统安全系统融合为一个新的安全系统。论文完成的工作成果是国家“863”目标导向类项目(2006AA01Z188)“基于虚拟化技术的商业高端刀片服务器系统”的重要组成部分,对支持蜜罐入侵检查系统中的域间信息通道的研究具有很好的理论和实际意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 虚拟机
• 1.2.2 IDS
• 1.2.3 蜜罐
• 1.3 课题研究内容
• 1.4 论文组织结构
• 第二章 虚拟机域间信息通讯模型
• 2.1 域间信息通讯模型框架
• 2.2 域间信息通讯模型
• 2.2.1 域间信息通讯模型的工作原理
• 2.2.2 域间信息通讯模型的特点
• 2.2.3 域间信息通讯模型的优势
• 2.3 域间信息通讯模型的必要模块
• 2.3.1 事件通道
• 2.3.2 授权表机制
• 2.3.3 域间共享内存页结构
• 2.4 域间信息通讯模型的回收机制
• 2.5 本章小结
• 第三章 虚拟机域间信息通道系统的设计和实现
• 3.1 域间信息通道系统结构
• 3.1.1 域间事件通道实现
• 3.1.2 域间内存共享实现
• 3.2 域间信息通道系统的核心算法
• 3.2.1 单页传送算法
• 3.2.2 双页传送算法
• 3.3 灵活的域间通讯技术
• 3.3.1 高效的双工域间通讯技术
• 3.3.2 非对称式双工域间通讯技术
• 3.4 本章小结
• 第四章 虚拟机域间通讯系统的应用
• 4.1 蜜罐入侵检查系统的模型
• 4.1.1 蜜罐入侵检查模型结构
• 4.1.2 蜜罐入侵检查模型的工作原理
• 4.2 蜜罐入侵检查系统
• 4.2.1 蜜罐入侵检查系统域间信息通道的特点
• 4.2.2 蜜罐入侵检查系统的评估和改进
• 4.3 蜜罐入侵检查系统的域间通讯
• 4.3.1 蜜罐入侵检查系统的域间通讯系统
• 4.3.2 蜜罐入侵检查系统的域间通讯系统实现
• 4.4 本章小结
• 第五章 虚拟机域间通讯系统的评测
• 5.1 测试环境
• 5.1.1 硬件环境
• 5.1.2 软件环境
• 5.1.3 测试方法
• 5.2 单页传送算法评测
• 5.2.1 性能比较
• 5.2.2 负载测试
• 5.3 双页传送算法评测
• 5.3.1 性能测试
• 5.3.2 负载测试
• 5.4 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 全文工作总结
• 6.2 域间通讯系统的优化和展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果