Механізм обслуговування системних викликів

Введення

Рішення деяких задач комп'ютерної безпеки засноване на обмеженні доступу програмного коду до різного роду ресурсів, зокрема, мережевих ресурсів і файлової системи. Надавши доступ до цих ресурсів лише окремим довіреною програмами, можна гарантувати (при додатковому контролі цілісності цих програм) виконання важливих вимог з безпеки, серед яких слід зазначити запобігання витоку критично важливої інформації через різні канали передачі даних: мережеве з'єднання, переносні (USB) накопичувачі та ін.

Сучасні операційні системи (ОС) надають широкі можливості з управління доступом процесів до ресурсів комп'ютера. Однак недостатня надійність масових ОС (таких як Windows, Linux та ін.) [1] робить актуальним завдання розробки незалежних від ОС (ортогональних до неї) програмних засобів захисту інформації. Такі засоби захисту можуть бути реалізовані з використанням технології апаратної віртуалізації, коли захищається система виконується в апаратній віртуальній машині (ВМ), а система захисту розміщується в тілі монітора віртуальних машин (також званого гіпервізор) [2,4]. Функціонування гіпервізора на більш високому апаратному рівні привілеїв дозволяє повністю контролювати виконання як коду ОС, так і призначених для користувача програм, залишаючись при цьому апаратно захищеним від шкідливого впливу з боку коду в ВМ, у тому числі, коду, що виконується в привілейованому режимі.

Користувальницький процес в сучасних ОС не має прямого доступу до апаратних ресурсів; операційна система являє процесу деяку абстрактну модель апаратного забезпечення, взаємодія з якою здійснюється за допомогою набору операцій – системних викликів (СВ). Зокрема, для встановлення мережевого з'єднання з віддаленим комп'ютером і передачі йому даних процесу необхідно виконати в заданому порядку кілька цілком певних системних викликів (socket, connect, send і т. п.).

У наших роботах [2,3] було показано, як за допомогою поділу повноважень з обслуговування ресурсів між віртуальними машинами і делегування обслуговування системних викликів від однієї віртуальної машини іншої можуть бути вирішені деякі задачі комп'ютерної безпеки. Запропоновані рішення в цілому базуються на схемі, зображеній на рисунку 1. Гіпервізор забезпечує одночасне виконання двох ізольованих один від одного віртуальних машин. Обидві ВМ працюють під управлінням однієї і тієї ж операційної системи. Перша ВМ – обчислювальна – є основною. Користувач може працювати з нею в діалоговому режимі.