基于uCOSII的MAC設計與實(shí)現

摘  要： 針對嵌入式計算機應用領(lǐng)域中越來(lái)越突出的信息安全問(wèn)題。本文以uCOSII操作系統為基礎，在其上增加了強制訪(fǎng)問(wèn)控制MAC模塊。模塊參照BLP安全模型，根據uCOSII特性設計出BLP修正模型，實(shí)現了對系統的強制存取控制。

關(guān)鍵字：強制訪(fǎng)問(wèn)控制 安全模型 安全操作系統

1   引言

    隨著(zhù)嵌入式計算機應用的日益普及，特別是嵌入式設備不斷的網(wǎng)絡(luò )化、智能化，嵌入式計算機的安全就成為一個(gè)急待解決的問(wèn)題。許多嵌入式計算機處理的信息涉及到國家政治經(jīng)濟安全，工商業(yè)情報等，不采取有效的安全防范措施，一旦受到攻擊將造成巨大的損失。

    在計算機系統中，安全機制的重要內容就是存取控制。一般存在二種存取控制形式：自主訪(fǎng)問(wèn)控制和強制訪(fǎng)問(wèn)控制。

    自主訪(fǎng)問(wèn)控制具有很大的缺陷性。由于它的“自主”能力，從理論上講根本不可能建立對特洛伊木馬的有效防護機制。而強制訪(fǎng)問(wèn)控制MAC則強制性嚴格規定各個(gè)客體屬性，實(shí)現了信息的單向流通，可以有效的抵制特洛伊木馬的攻擊。

2   MAC控制模型

2.1 強制訪(fǎng)問(wèn)控制MAC簡(jiǎn)介

    在強制訪(fǎng)問(wèn)控制下，系統中的每個(gè)進(jìn)程，每個(gè)文件和每個(gè)IPC客體(消息，信號量和共享區域)都被賦予了相應的安全屬性，這些屬性是有安全管理員或者系統自動(dòng)生成的，是不能隨意改變的。主體對任何客體的訪(fǎng)問(wèn)要求，必須經(jīng)過(guò)MAC訪(fǎng)問(wèn)控制模塊的檢測。如圖1所示。

圖1  MAC結構示意圖

2.2 形式化安全模型BLP

    本文采用的MAC安全模型將基于改進(jìn)的BLP模型（Bell－LaPadula Module）的安全策略包括二部分：自主安全策略和強制安全策略。模型認為系統中的活動(dòng)使系統狀態(tài)不斷變化，但是必須保持所有的狀態(tài)都是系統安全狀態(tài)。由此定義所有系統狀態(tài)的轉換規則必須保持簡(jiǎn)單安全性，*特性和自主安全性。

    與BIBA模型（BIBA Module）相反，BLP模型主要注重保密性控制，控制信息從低安全級傳向高安全級，但是缺少完整性的控制，其“向上寫(xiě)”規則存在潛在的危險，它不能夠有效的限制隱通道。因此對其規則中所有涉及到可能對客體內容進(jìn)行改動(dòng)的操作以更嚴格控制，修改后規則如下：

(O∈b(S:a))=>(f_o(O)=f_c(S))

(O∈b(S:w))=>(f_o(O)=f_c(s))

(O∈b(S:r))=>(f_o(S)>f_c(O))

(O∈b(S:c))=>(f_o(O)<f_c(S))

(O∈b(S:x))=>(f_o(S)>f_c(O))

其中：

S表示主體：用戶(hù)，進(jìn)程等；

O表示客體：文件，信號量等；

主體對客體的訪(fǎng)問(wèn)屬性A分為：r（只讀），a（只寫(xiě)），w（讀寫(xiě)），x（執行）和c（控制）；

b （S