操作系统安全与保护

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1、第七章操作系统的安全与保护电子信息学院2010年9月第七章操作系统的安全与保护7.1安全性概述7.2安全策略7.3安全模型7.4安全机制7.5安全操作系统设计和开发7.6Linux安全机制7.7Windows2003安全机制7.1安全性概述什么是计算机系统的安全性?影响计算机系统安全性的因素?安全性和可靠性操作系统安全性的主要内容1)安全策略：2)安全模型：3)安全机制：操作系统面临的安全威胁硬件软件数据网络和通信线路7.2安全策略7.2.1安全需求和安全策略7.2.2访问支持策略7.2.3访问控制策略7.2.1安全需求和安全策略1安全需求和策略1)机密性2)完整

2、性3)可记帐性4)可用性安全策略什么是安全策略：用于授权使用其计算机及信息资源的规则，即有关管理、保护、分配和发布系统资源及敏感信息的规定和实施细则，一个系统可有一个或多个安全策略，其目的是使安全需求得到保障。安全策略分成两类：1)军事安全策略2)商业安全策略2可信计算基(1)引用监视程序工作原理操作系统内核应用进程资源引用控制数据库可信计算基TCB引用监视程序用户空间内核空间所有系统调用必须经过安全检查可信计算基(2)安全功能模块TSF安全功能策略TSPTSF实现7.2.2访问支持策略访问支持策略的作用1标识与鉴别1)用户标识2)用户鉴别2可记帐性3确切保证和连

3、续保护4客体重用5隐蔽信道分析6可信路径和可信恢复用作身份标识和鉴别的三类信息用户知道的信息用户拥有的东西用户的生物特征7.2.3访问控制策略1访问控制属性(1)与访问控制策略相关的因素有：主体、客体和主客体属性1)主体：普通用户信息属主系统管理员访问控制属性(2)2)客体：(1)一般客体，(2)设备客体，(3)特殊客体。访问控制属性(3)3)主客体属性：属性又称敏感标记主体属性：(1)用户ID/用户组ID(2)用户访问许可级别(3)用户需知属性(4)角色(5)权能列表访问控制属性(4)客体属性:(1)敏感性标记(2)访问控制列表外部状态数据内容和上下文环境4)用

4、户与主体绑定应用进程是固定为某特定用户服务的，它在运行中代表该用户对客体资源进行访问，其权限应与所代表的用户相同，这一点可通过用户与主体绑定实现。系统进程是动态地为所有用户提供服务的，当应用进程进行系统调用时，它开始执行内核函数，这时系统进程代表该用户在执行，运行在核心态，拥有操作系统权限。2自主访问控制策略自主访问控制策略自主访问控制工具自主访问控制策略的缺点3强制访问控制策略在强制访问控制机制下，系统内的每个主体被赋予许可标记或访问标记，以表示他对敏感性客体的访问许可级别；系统内的每个客体被赋予敏感性标记，以反映该客体的安全级别。安全系统通过比较主、客体的相应

5、标记来决定是否授予一个主体对客体的访问权限。7.3安全模型7.3.1安全模型概述7.3.2几种安全模型简介7.3.1安全模型概述什么是安全模型?安全模型分类?形式化开发途径。非形式化开发途径。状态机模型开发步骤定义与安全有关的状态变量。定义安全状态需满足的条件。定义状态转移函数。证明转移函数能够维持安全状态。定义初始状态。依据安全状态的定义，证明初始状态是安全的。7.3.2几种安全模型简介1基于访问控制矩阵的安全模型1)Lampson访问控制矩阵模型2)Graham-Denning模型3)Harrison-Ruzzo-Ullman模型2基于格的安全模型1)Bell

6、-LaPadula模型2)D.Denning信息流模型BLP多级安全模型什么是BLP模型?BLP模型的安全策略?1)自主安全策略2)强制安全策略BLP模型两条基本规则(1)简单安全规则：主体对客体进行读访问的必要条件是主体的安全级支配客体的安全级，即主体的安全级别不小于客体的保密级别，主体的范畴集包含客体的全部范畴，或者说主体只能向下读，不能向上读。如将军可阅读中校的文件，但反之不允许。(2)*特性规则：主体对客体进行写访问的必要条件是客体的安全级支配主体的安全级，即客体的保密级别不小于主体的保密级别，客体的范畴集包含主体的全部范畴，或者说主体只能向上写，不能向下

7、写。如中校可发消息给将军的信箱告知情况，但反之不允许。Bell-LaPadula多级安全模型5E63C4DB21A安全等级4321写读主体客体7.4安全机制7.4.1硬件安全机制7.4.2认证机制7.4.3授权机制7.4.4加密机制7.4.5审计机制7.4.1硬件安全机制1主存保护1)不支持虚拟主存的系统(1)下界和上界寄存器法(2)基址和限长寄存器法(3)主存块的锁与进程的钥匙配对法钥匙和主存锁主存锁0110块1101块0101块0110块0110PSW的其余部分钥匙进程2)支持虚拟存储器的系统虚存隔离技术分页虚拟存储管理分段虚拟存储管理段页式虚拟存储管理Win

8、dows分