xen虚拟机内存安全隔离技术研究与设计

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1、分类号：TP39密级：公开UDC：004.9编号：S2016-709-01中国舰船研究院硕士学位论文Xen虚拟机内存安全隔离技术研究与设计作者：胡志希指导老师：戴新发研究员学科专业：计算机应用技术武汉数字工程研究所二○一六年四月分类号TP39密级公开UDC004.9编号S2016-709-01硕士学位论文Xen虚拟机内存安全隔离技术研究与设计ResearchandImplementationonXenVirtualMachineMemorySecurityIsolationTechnology指导教师姓名：戴新发职称：研究员学位申请人姓名：胡志希申请学位级别：硕士专业名称：计

2、算机应用技术研究方向：移动计算论文提交时间：二○一六年四月培养单位：武汉数字工程研究所学位授予单位：中国舰船研究院学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文所有研究工作，均在导师指导下由作者本人独立完成。引用的有关观点、方法、数据和文献已在论文中注明，并与参考文献对应。除论文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体已经公开发表的研究成果。对本文研究作出任何贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式注明并表示感谢。学位论文作者签名：日期：年月日摘要目前云计算已经进入一个飞速发展的年代，通过采用虚拟化、分布式等新技术，云端已逐渐存储很多重要数据，一方面对云计算安全要求大大提

3、高，另一方面也对虚拟机环境提出安全需求。虚拟化技术通过虚拟机管理器，对真实的计算环境进行抽象和模拟，在一台物理主机上虚拟出多个硬件环境，虚拟机通过运行在虚拟的硬件环境中完成与真实计算机相同的功能，同一台物理机上运行的多个虚拟机依赖同一个真实物理硬件环境。基于虚拟化技术的特点，在云端多用户环境下，虚拟机管理器必须对不同用户使用的虚拟硬件环境进行安全隔离，才能满足云端系统和数据安全性的基本需求。针对虚拟化环境自身体系结构和虚拟机之间内存映射的特点，提出一种特权域（Domain0，简称Dom0）和普通域（DomainU，简称DomU，即用户域）间可配置的内存隔离方法，实现特权域和普

4、通域间的内存隔离；同时，扩展Xen平台下XSM(XenSecurityModule)关于Xenstore的安全架构，实现普通域和普通域之间共享内存的安全隔离。研究虚拟环境下Dom0与DomU之间，DomU与DomU之间的内存安全隔离增强技术，目的是防止虚拟机客户机之间的相互攻击、隔离特权域用户利用安全漏洞越权访问其他域内存，从而在现有技术基础上提升虚拟机运行和数据的安全性，创建更安全的虚拟机环境。内存安全隔离及共享存储安全隔离方案经测试实验表明，可配置的内存隔离方法及扩展Flask框架Xenstore模块能够实现对普通域内存信息的安全性保护，在保证普通域运行过程内存信息可靠性

5、和秘密性的同时，增强普通域内存信息管理的可维护性。关键词：虚拟化；Xen；虚拟机安全；内存隔离IABSTRACTCurrentlycloudcomputingisenteringarapidgrowthera,throughtheuseofvirtualization,distributedtechnology,moreandmoresensitivedatawillalsobemigratedtothecloud,therefore,thedemandofcloudsecurityrequirementswillalsoincrease.Virtualizationtech

6、nologythroughVirtualMachineManager,fortherealcomputingenvironmentabstractionandsimulationonasinglephysicalhostapluralityofvirtualhardwareenvironment,completewithavirtualmachinebyrunningthesamefunctionalityasarealcomputerhardwareinthevirtualenvironment,runningonthesamephysicalmachinewithmult

7、iplevirtualmachinesdependentonarealphysicalhardwareenvironment.Basedonthecharacteristicsofvirtualizationtechnologyinmulti-tenantcloudenvironments,virtualmachinemanagermustisolatedifferentvirtualhardwareenvironmentsusedbydifferentusers,inordertomeetthebas