第4章操作系统安全体系结构.ppt
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1、第4章 操作系统安全体系结构,4.1 概述,安全问题的暴露 解决问题的方法:1、在现有系统上打补丁来排除;2、无法在原有系统上进行补救,只有重新改造系统,甚至重新设计系统 造成的原因: 1、由于旧系统增加了新的应用(无法预测) 2、系统设计时考虑不充分(缺乏有效的系统安全体系结构所致),安全体系结构的含义及内容,使系统在实现时对各项要求,如安全性要求、性能要求、可扩展要求、容量要求、成本要求等折中考虑,是体系结构的主要任务,安全体系结构,1. 详细描述系统中安全相关的所有方面 2. 在一定的抽象层次上描述各个安全相关模块之间的关系 3. 提出指导设计的基本原理 4. 提出开发过程的基本框架及对
2、应于该框架体系的层次结构。安全体系按层次结构进行描述,包括两个阶段:概念化阶段、功能化阶段,安全体系的描述,系统开发的概念化阶段:安全概念的最高抽象层次的处理,如系统安全策略等 系统开发的功能化阶段:系统体系确定时,进一步细化安全体系以反映系统的结构 安全体系结构只能是一个概要描述,而不能是系统功能的描述 安全体系结构不应该限制不影响安全的设计方法 开发安全操作系统时应参考”可信计算机系统评估准则”(TCSEC)及”信息技术安全性通用评估准则”(CC),DGSA的安全体系,抽象体系: 描述安全需求,定义安全功能及它们提供的安全服务,确定指导原则和基本概念 通用体系: 定义系统的通用类型及使用标
3、准,规定系统的指导原则,在已有的安全功能和安全服务配制上,定义系统分量类型及相关安全机制。并应说明不兼容导致的安全强度的退化。 逻辑体系:是满足某个假设的需求集合的一个设计,显示把通用体系应用于具体环境时的基本情况,是假想体系,不是实际体系 特殊体系: 表明如何把所有被选择的信息安全分量和机制结合起来,针对一个特殊系统的安全需求,描述接口、分量、标准、性能、开销及如何结合,安全体系结构设计的基本原则,从系统设计之初就考虑安全性 在设计系统体系结构的同时就考虑安全体系结构 应尽量考虑未来可能面临的安全需求 使未来系统实施安全增强时,开销小。但应注意: 1. “预想的”安全问题不能太具体。 2.从
4、问题类的角度理解安全问题,不是针对具体问题。 3.特别关注安全策略的定义 机制经济性原则 应极小化系统内部与安全相关部分的复杂性及规模,安全系统必须限制规模。但应注意: 1.安全机制尽量简洁。 2.数据隔离应适当,失败-保险默认原则 访问判定应建立在显式授权而不是隐式授权的基础上 特权分离原则 高度的分离可以带来安全性的提高,但也导致效率下降 最小特权原则 硬件特权极小化与软件特权极小化 最少公共机制原则 把由两个以上用户共用和被所有用户依赖的机制数量减到最小 完全仲裁原则 只有得到授权的客体才被允许访问 开放式设计原则 在公开环境中增强安全机制的防御能力 心理可接受性原则 用户界面设计得要易
5、于使用和充分友好,4.2 Flask体系结构,Internet的异质互连特征要求系统支持安全策略的可变通性 可变通性要求系统支持底层客体的细粒度访问控制;确保权限增长与动态安全策略的一致性;提供能撤消以前授予的访问权限的机制 Flask系统来源于以前的DTOS系统原型,支持动态安全策略,使策略可变通性的实现成为可能 Flask结构将机制与策略相分离,由一个安全策略服务器和一个微内核及客体服务器框架组成,前者制定访问控制策略,后者执行访问控制策略,该结构基于微内核但不依赖微内核,策略可变通性,基本思想:将系统抽象成状态机,执行原子操作完成一个状态到另一个状态的转换,安全策略被原子的插入到系统的操
6、作执行中,一个系统提供整个系统安全策略可变通性。该模型中,若当前状态包括系统历史,则安全策略用全部当前状态作决定,判断操作的执行与否 受限思想(实现): 当前状态区分为与安全相关及不相干部分,系统的可变通性只与相关状态完整性及它们的控制操作有关。这种思想允许存在一些安全控制外的操作及一些系统状态。,支持策略可变通性机制要求: 1.能撤回以前授予的权限。 2.作访问决策所需的输入类型 3.影响决策的外部因素(如历史)。 4.访问决策的可传递性支持 策略改变:系统要保证策略改变与控制操作的交叉使用时必须保持原子性。 策略撤消:系统要保证已在系统中移动的授权真正收回 当一个正运行的操作已检查过许可权
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