虛擬化環(huán)境下安全多級訪問控制機(jī)制研究與實現(xiàn).pdf

1、在當(dāng)今社會，信息已成為一種極其重要的戰(zhàn)略資源，因而一個國家的信息安全保障能力也成為其綜合國力的良好體現(xiàn)。一方面，由于科技水平和信息技術(shù)正處于空前繁榮的階段，信息產(chǎn)業(yè)成為當(dāng)今世界第一大產(chǎn)業(yè)；另一方面，危害信息安全的事件發(fā)生頻率逐漸升高，信息安全方面所面臨的問題迫在眉睫。
　　隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，尤其是云計算、分布式系統(tǒng)等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的逐漸興起，人們的生活由于可以從網(wǎng)絡(luò)中獲取越來越多的數(shù)據(jù)而變得越來越便捷。隨著人民對網(wǎng)絡(luò)的依賴性逐漸增強(qiáng)

2、，人們對其網(wǎng)絡(luò)中得到數(shù)據(jù)的安全性要求也日益變高。與此同時，云計算由于虛擬化技術(shù)作為構(gòu)建其基礎(chǔ)架構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)之一，而提供了一種更加開放、交互性更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，人們逐漸傾向從云計算網(wǎng)絡(luò)中獲取各種需要的數(shù)據(jù)和信息。正是由于云計算網(wǎng)絡(luò)區(qū)別于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，而傳統(tǒng)的訪問控制技術(shù)如防火墻，難以防止主動泄密及惡意木馬的攻擊，所以傳統(tǒng)的訪問控制技術(shù)已不能完全適用于虛擬化環(huán)境。因此，如何使得虛擬化環(huán)境中的數(shù)據(jù)在得到充分共享的同時，又能夠?qū)崿F(xiàn)嚴(yán)格的訪問控制

3、已是當(dāng)下亟待克服的難題。
　　一般來說，用于傳統(tǒng)系統(tǒng)的安全訪問控制模型主要是通過設(shè)置用戶權(quán)限實現(xiàn)對數(shù)據(jù)訪問的控制。這種訪問控制機(jī)制使得數(shù)據(jù)的管理控制過分依賴用戶，導(dǎo)致系統(tǒng)受到的攻擊不僅來源于一些外部攻擊者，有時來自一些內(nèi)部用戶。為了克服這種訪問控制機(jī)制的弊端，多級安全模型應(yīng)運(yùn)而生。多級安全模型利用用戶和數(shù)據(jù)分離的這種管理機(jī)制，將對數(shù)據(jù)的自主訪問控制提升到強(qiáng)制訪問控制，因而在一定程度上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全訪問控制。迄今為止，已有很多多級

4、安全模型用于不同的環(huán)境，例如軍隊、商業(yè)等，但是往往由于模型語義的不合理性以及模糊性使得其實用性支持不足，應(yīng)用不廣泛。
　　本文中，在多級關(guān)系模型MLR的基礎(chǔ)上，提出了一種通用的基于實體的多級關(guān)系模型E-MLR模型。在E-MLR模型中，我們重新定義了語義以及語句操作，以保證在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中不同實體間的安全隔離以及實體內(nèi)部的安全通信。
　　然后，本文以 KVM虛擬機(jī)作為研究參考環(huán)境，將E-MLR模型延伸于虛擬化環(huán)境中，針對虛擬機(jī)間的

5、數(shù)據(jù)訪問安全需求，提出了虛擬化多級分組安全模型V-MGSM。旨在將虛擬機(jī)按照其對應(yīng)的實體進(jìn)行分組，用于控制不同組、同組內(nèi)虛擬機(jī)之間的通信過程和虛擬化環(huán)境中內(nèi)存共享問題。在此基礎(chǔ)上，本文給出了訪問控制機(jī)制在虛擬化平臺KVM環(huán)境下的實現(xiàn)過程以及測試結(jié)果。
　　主要包括以下內(nèi)容：
　　1.針對目前普遍流行的多級安全模型所存在的弊端，克服其語義的不合理性和模糊性，在 MLR模型基礎(chǔ)上，提出通用的基于實體的多級關(guān)系模型 E-MLR，重

6、新定義數(shù)據(jù)語義并提出數(shù)據(jù)借用的思想，再此基礎(chǔ)上定義了四條通用的數(shù)據(jù)操作指令以實現(xiàn)低級別用戶無法修改高級別用戶視圖的目標(biāo)，最終達(dá)到系統(tǒng)信息安全的目的；
　　2.將通用的E-MLR模型延伸到虛擬化系統(tǒng)中，制定虛擬化環(huán)境中虛擬機(jī)之間通信的安全訪問控制機(jī)制，提出V-MGSM模型并給出數(shù)據(jù)解釋、完整性性質(zhì)、操作指令和安全性證明；
　　3.在KVM虛擬機(jī)平臺下，給出了虛擬機(jī)訪問控制機(jī)制的實現(xiàn)過程以及測試結(jié)果，通過演示結(jié)果我們得出結(jié)論：我