基于內(nèi)核代理模塊和用戶空間函數(shù)庫(kù)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)體系結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及硬件性能的提升，操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性及安全性日益成為現(xiàn)今面臨的最主要的挑戰(zhàn)。操作系統(tǒng)的安全決定著整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全，內(nèi)核作為操作系統(tǒng)的核心，它的穩(wěn)定與安全對(duì)操作系統(tǒng)有至關(guān)重要的影響，由于設(shè)備驅(qū)動(dòng)代碼占到內(nèi)核代碼的70％，因此它是操作系統(tǒng)漏洞的主要來(lái)源。在Linux中，操作系統(tǒng)認(rèn)為內(nèi)核中的代碼是完全可信的，傳統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)以內(nèi)核模塊的方式運(yùn)行在內(nèi)核空間，因而設(shè)備驅(qū)動(dòng)如果存在漏洞或惡意代碼，則將對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性

2、造成破壞和威脅。此外，并不是所有設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)者都完全熟悉內(nèi)核，因此，驅(qū)動(dòng)程序的質(zhì)量參差不齊。為了保障系統(tǒng)的安全，本文提出一種新的保證操作系統(tǒng)安全與穩(wěn)定的方法，將驅(qū)動(dòng)程序部分隔離，在用戶空間實(shí)現(xiàn)。
　　在深入研究了Linux操作系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)模型并對(duì)實(shí)現(xiàn)用戶空間驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析后，本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一種基于驅(qū)動(dòng)代碼分離的用戶驅(qū)動(dòng)框架，將驅(qū)動(dòng)程序分為在用戶態(tài)執(zhí)行的用戶空間函數(shù)庫(kù)和在內(nèi)核態(tài)運(yùn)行的內(nèi)核代理模塊兩部分。一方面，通過(guò)使用

3、源程序分析工具cflow對(duì)網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)代碼進(jìn)行分析，確定驅(qū)動(dòng)程序代碼分離的標(biāo)準(zhǔn)，保留驅(qū)動(dòng)代碼中的關(guān)鍵部分來(lái)兼顧驅(qū)動(dòng)性能。另一方面，以PCnet32網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)為例，實(shí)現(xiàn)了基于內(nèi)核代理模塊和用戶空間函數(shù)庫(kù)的用戶空間驅(qū)動(dòng)原型，在一定程度上實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)的隔離，降低由驅(qū)動(dòng)引起的漏洞破壞操作系統(tǒng)的可能性，同時(shí)減少內(nèi)核中運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)代碼，以達(dá)到保障操作系統(tǒng)可靠性的目的。
　　本文對(duì)實(shí)現(xiàn)的用戶空間驅(qū)動(dòng)原型進(jìn)行了正確性和性能方面的測(cè)試，實(shí)驗(yàn)證明此方法在保證有效