操作系统隐蔽通道标识方法的研究

论文摘要

操作系统的安全性是保障整个信息系统安全性的根本所在,近年来关于安全操作系统的研究也正逐步升温,而隐蔽通道分析是构建安全操作系统的一个重要组成部分,同时也是构建高等级安全操作系统的一个瓶颈。其间,隐蔽通道的标识是隐蔽通道分析的基础和最为关键的一环。本论文首先研究了隐蔽通道的相关概念,分析了现有隐蔽通道标识方法中存在的一些问题,然后选用共享资源矩阵法作为突破口,对其进行改进,以试图克服操作系统隐蔽通道标识复杂繁琐且工作量巨大的问题,设计并实现了一个基于源代码的隐蔽通道标识工具。具体而言,首先对系统源代码进行扫描,分析出代码中的变量和函数;其次,根据语句信息流规则分析信息流,构造关于共享变量和函数的共享资源矩阵;再次,按照共享资源矩阵法标识出代码中的潜在的隐蔽通道。在此基础上,本论文还选用了Linux内核的部分源代码作为实例,尝试标识出其代码中的潜在隐蔽通道,验证了相关分析标识工具的有效性。最后,论文就研究过程中存在的问题及今后的努力方向进行了总结与展望。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 信息安全与操作系统安全
• 1.1.2 操作系统安全面临的问题与威胁
• 1.1.3 安全操作系统的基本设计目标
• 1.1.4 隐蔽通道分析
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 论文研究内容与技术路线
• 1.4 论文组织结构
• 2 隐蔽通道标识方法的研究
• 2.1 隐蔽通道概念
• 2.1.1 隐蔽通道的定义
• 2.1.2 隐蔽通道的分类
• 2.1.3 隐蔽通道产生的条件
• 2.1.4 潜在隐蔽通道与真实隐蔽通道
• 2.1.5 隐蔽通道实例
• 2.1.6 隐蔽通道分析的内容
• 2.2 隐蔽通道的标识方法
• 2.2.1 Denning的信息流法
• 2.2.2 Kemmerer的共享资源矩阵法
• 2.2.3 Tsai的语义信息流法
• 2.2.4 无干扰分析方法
• 2.2.5 隐蔽通道标识方法简评
• 2.3 基于源代码的隐蔽通道标识算法的研究
• 2.3.1 源代码级的隐蔽通道的标识
• 2.3.2 共享资源矩阵法的缺陷与解决方法
• 3 基于源代码的隐蔽通道标识工具的设计与实现
• 3.1 总体设计思想
• 3.2 系统源代码的扫描与分析
• 3.2.1 词法分析器的工作原理
• 3.2.2 词法分析器的设计
• 3.2.3 函数依赖集的确立
• 3.3 信息流树的构建
• 3.3.1 语句信息流规则
• 3.3.2 信息流树的构建
• 3.3.3 信息流的化简和共享资源矩阵的生成
• 3.4 基于共享资源矩阵法的隐蔽通道的标识
• 3.4.1 共享资源矩阵法的具体步骤
• 3.4.2 隐蔽通道的标识
• 4 应用实例与结果分析
• 4.1 分析对象选择
• 4.1.1 Linux内核源代码结构
• 4.1.2 IPC子系统源代码分析
• 4.2 隐蔽通道的分析与标识
• 4.3 结果分析
• 5 结束语
• 5.1 论文工作总结
• 5.2 论文成果及创新
• 5.3 研究展望
• 参考文献
• 硕士期间发表论文
• 学位论文数据集