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实时嵌入式系统VxWorks安全机制的研究与实现

作　者: 田力
导　师: 袁家斌
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: VxWorks 操作系统安全 安全体系结构 多策略集成 强制访问控制 实时系统
分类号: TP316.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


随着嵌入式系统的广泛应用和不断发展,特别是嵌入式设备与网络的结合,嵌入式系统安全问题愈发突显,已成为目前急需解决的关键问题之一。操作系统是嵌入式系统的核心,其安全性是整个嵌入式系统安全性的基础。VxWorks操作系统是一个优秀的实时嵌入式系统,论文研究并实现VxWorks操作系统的安全增强。本文在深入研究实时嵌入式系统VxWorks内核Wind和现有安全操作系统理论及实现技术的基础上,针对Wind内核拥有强实时性但却缺少安全防范的问题,提出以下几点改进:通过引入强制访问控制机制来增强VxWorks系统安全性,使得对系统资源的所有访问都受控;依据实时嵌入式系统及其安全需求的特殊性,建立了适用于实时嵌入式系统的多安全策略集成模型,实现了多策略的集成表述;将集成的多策略模型运用到强制访问控制中,实现强制访问控制时的多策略加载与判定;为保证增加安全机制后系统的实时性,通过引入策略缓存的机制,最大限度降低安全机制对系统开销的影响。论文实现了一种适用于实时嵌入式系统VxWorks的安全体系结构,给出了该结构详细的设计思想和实现时关键数据结构,设计实现了一个Wind内核安全增强系统原型,并完成了对系统的测试与评价。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
图清单  8-9
表清单  9-10
注释表  10-11
第一章 绪论  11-17
  1.1 课题研究背景及意义  11-12
  1.2 课题研究现状  12-15
    1.2.1 实时嵌入式系统研究现状  12-13
    1.2.2 操作系统安全研究现状  13-15
  1.3 本文的主要工作  15
  1.4 本文的结构  15-17
第二章 VxWorks 系统及其开发环境研究  17-24
  2.1 VxWorks 系统  17
  2.2 VxWorks 内核Wind  17-20
    2.2.1 多任务管理  18-20
    2.2.2 任务间通信  20
  2.3 VxWorks 集成开发环境Tornado  20-23
    2.3.1 Tornado 功能及结构  20-21
    2.3.2 Tornado 集成开发工具  21-22
    2.3.3 交叉编译开发环境  22-23
  2.4 本章小结  23-24
第三章 安全操作系统原理与技术  24-35
  3.1 安全操作系统研究  24-26
    3.1.1 安全操作系统原理  24-25
    3.1.2 安全操作系统实现方式  25-26
  3.2 强制安全与访问控制  26-27
    3.2.1 强制安全性  26
    3.2.2 强制访问控制  26-27
  3.3 嵌入式系统安全性  27-28
  3.4 安全策略模型研究  28-34
    3.4.1 安全策略模型定义与分类  28-29
    3.4.2 几种常用的安全策略模型  29-32
    3.4.3 嵌入式系统多策略集成模型研究  32-34
  3.5 本章小结  34-35
第四章 VxWorks 安全核体系结构的设计  35-45
  4.1 安全核的提出及发展  35-36
  4.2 安全核的设计要求及准则  36-37
  4.3 VxWorks 安全核体系结构  37-44
    4.3.1 Flask 及GFAC 框架  37-39
    4.3.2 总体设计  39-41
    4.3.3 安全核工作流程  41-42
    4.3.4 安全服务器  42-44
  4.4 本章小结  44-45
第五章 VxWorks 安全核体系结构的实现与测试分析  45-62
  5.1 系统实现概览  45-49
  5.2 系统具体实现  49-57
    5.2.1 监控器的实现  49-53
    5.2.2 安全服务器的实现  53-56
    5.2.3 策略缓存的实现  56-57
  5.3 系统测试与分析  57-61
    5.3.1 测试环境  57
    5.3.2 测试分析与用例设计  57-58
    5.3.3 测试过程与结果分析  58-61
  5.4 本章小结  61-62
第六章 总结与展望  62-64
  6.1 总结  62-63
  6.2 展望  63-64
参考文献  64-67
致谢  67-68
攻读硕士学位期间发表的学术论文  68

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 操作系统 > 实时操作系统
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