虚拟计算环境的安全监控技术研究

《虚拟计算环境的安全监控技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、虚拟计算环境的安全监控技术研究分类号TP393学号D200777586学校代码10487密级公开博士学位论文虚拟计算环境的安全监控技术研究学位申请人：项国富学科专业：计算机系统结构指导教师：金海教授答辩日期：2012年6月4日ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofPhilosophyinEngineeringResearchonSecurityMonitoringTechnologyinVirtualComputingEnvironmentidate:

2、GuofuXiangMajor:ComputerArchitectureSupervisor:Prof.HaiJinHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJune,2012独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文

3、版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_____年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学博士学位论文摘要传统的安全监控面向的是相对稳定的网络和计算系统环境。虚拟化技术作为一种新的计算模式，改变了传统计算机的体系结构。目前，虚

4、拟化技术技术具有隔离性、高效性和灵活性等特点，大量计算系统都逐渐转向虚拟计算环境。由于虚拟机中客户操作系统和运行的服务具有多样性，管理员可以按照需求自由地配置虚拟机中软件。此外，虚拟机具有动态性的特征，管理员能够动态地创建、启动、迁移或者撤销虚拟机。针对虚拟计算环境的新特性，需要展开面向虚拟计算环境的安全监控研究。在虚拟化给计算系统带来益处的同时，虚拟机的多样性和动态性给安全监控提出了巨大的挑战。为了应对这些新挑战，以有效地、全面地监控虚拟机为设计目标，提出了虚拟计算环境的安全监控框架。为了便于分析问题，分别从网络、文件和进程的角度进行研究。从网络监控的角度来看，虚拟计算环

5、境中所有进出虚拟机的数据包都要经过管理域，因此虚拟网桥处的网络检测工具能够嗅探到所有的网络数据包。由于虚拟机中运行的服务可能不同，而且虚拟机可以在不同的物理节点之间迁移。针对上述问题，提出根据服务类型的不同，对各个虚拟机采取分域检测规则配置。当配置完成之后，采用多线程并行检测。此外，采用有限自动机模型对检测线程的状态进行描述。当虚拟机的状态发生变化时，检测线程的状态随之发生改变。从文件监控的角度来看，现有的文件完整性监控方法需要在目标虚拟机中插入钩子函数，不具有透明性；或者只是对磁盘块进行分析，不能获取全面的监控信息。为了解决上述问题，提出实时透明文件完整性监控方法。根据文

6、件的重要程度，管理员设置文件的监控策略。在目标虚拟机运行过程中，虚拟机管理器层对其中发生的文件访问操作进行拦截并解析，然后根据不同的文件监控策略而采取不同的响应。该方法能够实时、透明地对虚拟机中文件操作进行监控，同时获取文件操作过程的详细信息。I华中科技大学博士学位论文从进程监控的角度来看，对所有虚拟机进行监控会面临通用性问题。由于同一物理节点上可以运行多个虚拟机，而虚拟机中的客户操作系统是多种多样的，例如Linux、Windows等。此外，各个虚拟机可以在不同的物理节点之间自由地迁移。这对有效地监控虚拟机内部运行的进程状态带来巨大挑战。针对这个问题，提出基于驱动的通用监控

7、方法。在虚拟机管理器层对虚拟机中的事件进行拦截，并由管理域内核态的监控驱动进行语义重构。类似于Linux设备驱动机制，监控驱动与客户操作系统的类型和版本相对应。所有的监控驱动为用户态的监控工具提供统一的监控接口，从而实现了监控机制的通用性。为了适应于虚拟机的动态性，监控驱动以内核模块的形式按需加载。因此，该方法具有实时性、透明性和通用性的特点。关键词：虚拟化技术，安全监控，分域规则配置，并行检测，事件截获，语义重构，基于驱动的通用监控II华中科技大学博士学位论文AbstractTraditionalsecurity