基于Linux的私有文件系统设计与实现

基于Linux的私有文件系统设计与实现

论文摘要

Linux操作系统以其独有的开放性、稳定性、高效率等特点,得到了越来越广泛的应用。IT产业巨头纷纷表示支持Linux系统,使Linux正在迅速扩展其应用市场。无论是传统的Redhat、Fedora、Ubuntu等操作系统,还是Google新推出的Android操作系统,都无一例外的采用了Linux内核。可以说Linux已经深入到了我们生活中的各个方面。因此,加强Linux操作系统的安全性,尤其加强Linux系统中负责数据存储的文件系统的安全性,成为当务之急。在数据安全性方面,Linux文件系统引入了“文件主”、“访问权限”等概念,并在此基础上实现了一系列有利于提高文件访问安全性的机制。在Linux系统中把访问权限定义成了一种二维结构。对一个文件的访问权限可以分成三种,即读、写、执行的权限。而对于每一种权限,访问者的身份又可以分为文件主、同组用户和其它用户。这就给不同用户规定了不同的访问权限,在一定程度上保证了文件的安全访问。然而,在数据安全方面,Linux文件系统还是存在一些缺点和漏洞。Linux文件系统中的漏洞终究是给非法用户提供了可趁之机。论文详细分析和研究了已有Linux文件系统工作原理及其存在的不安全隐患,提供了一种加强文件系统安全性的可行性方案。在现有的Linux文件系统的基础上进行了改良,形成加密的私有文件系统。改进后的文件系统具有更强的数据安全性,而文件系统的性能却没有显著降低。文章最后还展望了私有文件系统对Linux数据安全性的影响,以及如何进一步改善私有文件系统的设计方案,如何更好的提高私有文件系统的性能。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 概述
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 论文主要工作
  • 第二章 虚拟文件系统
  • 2.1 虚拟文件系统的介绍
  • 2.2 虚拟文件系统中的数据结构
  • 2.2.1 VFS中的文件表项——File
  • 2.2.2 VFS中的索引节点——Inode
  • 2.2.3 VFS中的目录项——Dentry
  • 第三章 EXT2文件系统安全性分析
  • 3.1 主要数据结构
  • 3.1.1 超级块结构
  • 3.1.2 索引节点结构
  • 3.1.3 目录项结构
  • 3.2 文件访问权限与安全性分析
  • 3.3 文件的打开
  • 3.3.1 文件的打开过程
  • 3.3.2 打开过程的权限分析
  • 3.4 文件的读写
  • 3.4.1 文件的写操作
  • 3.4.2 文件的读操作
  • 第四章 私有文件系统的设计
  • 4.1 私有文件系统的需求分析
  • 4.2 私有文件系统的总体设计
  • 4.3 私有文件系统的模块设计
  • 4.3.1 密钥管理模块
  • 4.3.2 加解密模块
  • 4.3.3 虚拟文件系统模块
  • 4.3.4 EXT2模块
  • 4.4 模块间的调用关系
  • 第五章 私有文件系统的实现
  • 5.1 库函数接口
  • 5.2 私有文件系统中的数据结构
  • 5.2.1 密钥数据结构
  • 5.2.2 索引节点的数据结构
  • 5.3 密钥管理模块的实现
  • 5.4 VFS系统调用的实现
  • 5.5 inode操作接口的实现
  • 第六章 系统运行测试与结果分析
  • 6.1 测试环境
  • 6.2 测试结果及分析
  • 6.2.1 功能测试
  • 6.2.2 性能测试
  • 第七章 总结与展望
  • 7.1 基于EXT2的加密文件系统安全机制的总结
  • 7.2 可能的改进
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间发表的学术论文目录
  • 相关论文文献

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