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强制访问控制在Windows上实施框架的研究与改进

作　者: 陈徽
导　师: 周学海
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 强制访问控制 HOOK机制 Windows系统安全
分类号: TP393.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

计算机安全一直受到大家的关注。网络安全问题是研究人员探讨的重点,许多成熟的技术随之而诞生,网络侦听、数据包过滤等等。然而网络安全威胁的目标依然是计算机系统本身,计算机系统安全是保护本身信息和设备的根本,从计算机系统本身来考虑安全问题就显得尤为重要。目前,经常作为服务器的Linux操作系统已经有了安全加强版SELinux(Security Enhanced Linux)操作系统。它采用了基于强制访问控制的FLASK框架,实现了多级策略和不同安全模型混合的机制。针对Windows操作系统,相关模型也相继被提出,如:通用的访问控制实施框架WAEF(Windows Access-control Enforcement Facility Framework),它是基于Windows自身的hook机制和强制访问控制机制来实现对系统资源进行访问控制。本文通过研究已经非常成熟的强制访问控制机制和Windows自身的特性,针对WAEF框架进行了深入研究,提出了改进方案,在系统稳定性,兼容性以及性能方面有了很大的提高。本文的主要研究内容和所做的工作如下:研究并分析不同类型操作系统的安全控制机制通过对Linux等操作系统本身特性的分析,以及对强制访问控制机制的研究,Linux安全加强版SELinux已经在一些系统得以发展,如:Fedora、Red Hat Enterprise Linux、Debian等。然而针对Windows系统,强制访问控制机制就不是被人们所重视,因为Windows并不是开源操作系统,实施强制访问控制机制只能靠微软提供的现有技术,比如:HOOK机制。因为Windows自主访问控制机制不足以保护Windows系统信息的安全,需要靠第三方的软件来加以防护,所以我们非常有必要在系统安全上进行研究探索。提出针对Windows系统安全控制框架的改进方案通过对系统访问控制实施框架WAEF的研究,针对WAEF整体框架,本文提出了新的设计方案,WEAEF(Windows Enhanced Access-control Enforcement Facility Framework)。同时本文在对框架中的各个模块:进程,文件和网络部分也提出了改进设计方案。实现新的改进框架本文首先对整体框架进行了简化,采用功能一分为二的方法,使得系统的稳定性大大的增加。本文在进程安全描述符方面采用了双向链表方式管理,文件目录访问权限区别对待,以及网络部分进行预判这几方面进行了具体实现。分析系统稳定性,兼容性等性能通过反复安装运行新的改进框架测试系统稳定性,在Windows不同版本系统中安全测试兼容性,记录访问策略库次数来分析性能提升。实验分析表明:改进版本WEAEF在系统稳定性,兼容性以及性能等方面有了很大的提高。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-12
第1章绪论  12-18
  1.1 引言  12-13
  1.2 研究背景及其现状  13-15
    1.2.1 研究背景  13-14
    1.2.2 相关技术的研究现状  14-15
  1.3 本文主要内容  15-18
    1.3.1 本文主要工作  15-17
    1.3.2 本文组织结构  17-18
第2章访问控制机制  18-31
  2.1 访问控制概念  18-19
    2.1.1 自主访问控制  18-19
    2.1.2 强制访问控制  19
  2.2 访问控制模型  19-22
    2.2.1 安全需求性分析  20-21
    2.2.2 安全模型特点比较  21-22
  2.3 访问控制实施  22-24
    2.3.1 各种模型实现应用  22
    2.3.2 Linux 安全框架  22-23
    2.3.3 Windows 安全框架  23-24
  2.4 访问控制相关技术  24-30
    2.4.1 访问控制粒度  24-25
    2.4.2 访问控制深度  25
    2.4.3 数据包过滤技术  25-27
    2.4.4 访问策略的制定  27-29
    2.4.5 访问平台无关层  29-30
  2.5 文章小结  30-31
第3章 WAEF 框架分析  31-43
  3.1 WAEF 架构分析  31-34
  3.2 WAEF 启动分析  34-36
  3.3 WAEF 模块分析  36-42
    3.3.1 进程模块  37
    3.3.2 文件模块  37-38
    3.3.3 网络模块  38-42
  3.4 本章小结  42-43
第4章加强版 WEAEF 框架设计  43-48
  4.1 WEAEF 总体设计  43-44
  4.2 驱动的优化  44-45
  4.3 进程的优化  45
  4.4 文件的扩展  45-46
  4.5 网络的预判  46-47
  4.6 本章小结  47-48
第5章实现与性能分析  48-57
  5.1 开发测试环境  48-49
  5.2 驱动的优化  49-50
  5.3 进程的优化  50
  5.4 文件的扩展  50-54
  5.5 网络的预判  54-55
  5.6 本章小结  55-57
第6章结论与展望  57-59
  6.1 本文工作总结  57-58
  6.2 进一步的工作展望  58-59
参考文献  59-62
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果  62-63
致谢  63

强制访问控制在Windows上实施框架的研究与改进

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