浅议基于动态二进制翻译的污点检测设计和实现

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1、西安电子科技大学硕士学位论文基于动态二进制翻译的污点检测设计和实现姓名：柏志文申请学位级别：硕士专业：计算机软件与理论指导教师：刘西洋20080101摘要现代操作系统和软件变得越来越庞大和复杂，软件漏洞等缺陷也随之而来。攻击者往往会利用这些缺陷实现非法访问。一种快速而可靠的机制就是对这些攻击进行侦测，产生免疫防护措施，保护网络和系统。计算机系统中的信息感染和泄露很大部分是由于不安全的网络访问引起的。基于网络安全的特殊性，本文针对网络访问中数据安全的问题，利用虚拟机的状态控制特征，对恶意访问和病毒攻击进行了一系列的日志记录和状态

2、控制。通过修改开源QEMU虚拟机，设计和实现了一个信息流安全检测工具DTAD。通过执行应用来捕获网络数据以确定这些访问是否合法(目标跳转，函数地址，指令访问等的使用)。一旦攻击被侦测到，工具会实施一种进程级别和内核级别的虚拟机状态的日志记录。对于恶意代码攻击问题，工具会在运行程序的进程空间里面植入自身的诊断代码以替换恶意代码，这样可以搜集被攻击进程的相关信息。通过把记录在日志中的网络数据和虚拟机搜集到的进程信息进行比对关联，工具能够产生精确的网络入侵检测签名，整个过程是自动执行的。通过快速有效的签名发布，能够很好的定位出攻击的

3、类型和提供有效的防护措施。实验验证了工具在攻击识别和信息防护中的高效性，说明了该检测防护体系对感染数据进行的识别跟踪和处理是有效的。关键词：虚拟机信息流污点数据访问控制AbstractAsmodemoperatingsystemsandsoftwarebecomelargerandmorecomplex，manysoftwarebugscomealongwiththistrend，whichmayallowattackerstogainillegitimateaccess．Afastandreliablemechanismto

4、discernandgeneratevaccinesforsuchattacksisvitalforthesuccessfulprotectionofnetworksandsystems．Informationinfectionandleakageincomputersystemaremostlycausedbyinsecurenetworkaccess．Basedonthespecilizationofnetworksecurity,thisarticlefocusesontheproblemofdatasecurityin

5、networkaccess．Witlltheabilityofstatecontrolinvirtualmachine，wecanmakeaseriesofaccessrecordsandstatecontroltowardshostileaccessandattack．WeimplementthetoolofDTAD(DynamicTaintAnalysisDetector)bymodifyingQEMUwhichisanopen-sourcevirtualmachine．Ourtoolcantracknetworkdata

6、throughoutexecutiontoidentifytheirinvaliduseasjumptargets，functionaddresses，instructions，etc．Whenallattackisdetected，wecallperformprocess-orkernel—awareloggingofthecorrespondingemulatorstateforflllneroff-lineprocessing．Oncetheattackwithhostilecodesisdetected，OUrownf

7、orensicsshellcodeisinjected，replacingthemalevolentshellcode，togatherinformationabouttheattackedprocess．Bycorrelatingthedataloggedbytheemulatorwiththedatacollectedfromthenetwork，weareabletogenerateaccuratenetworkintrusiondetectionsignaturesfortheexploitsthatareimmune

8、topayloadmutations．Theentireprocesscanbeautomatedandhasfewifanyfalsepositives，thusrapidglobalscaledeploymentofthesignaturesispossible．Oure