計(jì)算機(jī)的核心安全問題是內(nèi)核安全,如果內(nèi)核安全得不到保障,任何應(yīng)用層保護(hù)措施都無法保證自身的安全性與可信性�，F(xiàn)有的內(nèi)核完整性度量方法主要分為靜態(tài)方法與動(dòng)態(tài)方法,靜態(tài)方法會(huì)在內(nèi)核文件加載時(shí)進(jìn)行度量,通過度量值判斷文件是否被篡改,弊端為無法發(fā)現(xiàn)內(nèi)存攻擊;動(dòng)態(tài)方法可以對(duì)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)進(jìn)行度量,能夠抵抗內(nèi)存攻擊,但是方法自身多以內(nèi)核擴(kuò)展模塊形式存在,自身安全性無法保證。因此需要設(shè)計(jì)一個(gè)能夠從根本上保證內(nèi)核安全的內(nèi)核完整性保護(hù)系統(tǒng)。為解決上述問題,本文提出基于固件的內(nèi)核完整性動(dòng)態(tài)保護(hù)系統(tǒng)KIPS。該系統(tǒng)位于固件當(dāng)中,在UEFI模式以及兼容模式下,利用哈希算法,在內(nèi)核加載進(jìn)入內(nèi)存后,對(duì)內(nèi)存中的內(nèi)核進(jìn)行完整性度量,從根本上保證內(nèi)核安全。安全性基于固件和動(dòng)態(tài)保護(hù)是該系統(tǒng)兩大核心點(diǎn),其一,系統(tǒng)對(duì)于內(nèi)核的度量在固件階段完成,此時(shí)內(nèi)核無控制權(quán),系統(tǒng)的安全性基于固件的安全性,計(jì)算機(jī)加電后固件最先被執(zhí)行,在固件階段完成內(nèi)核完整性度量可以最大限度確保度量結(jié)果的可信性,有效避免系統(tǒng)因自身安全性基于內(nèi)核而導(dǎo)致的度量結(jié)果不可信問題;其二,完整性度量對(duì)象為內(nèi)存當(dāng)中的內(nèi)核,不僅可以確保加載時(shí)的內(nèi)核完整性,也可以有效抵抗針對(duì)內(nèi)存... 

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 固件發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 操作系統(tǒng)內(nèi)核完整性度量發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 論文的研究?jī)?nèi)容
    1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)
第二章 相關(guān)技術(shù)介紹
    2.1 固件相關(guān)技術(shù)
        2.1.1 固件
        2.1.2 UEFI固件卷結(jié)構(gòu)
        2.1.3 EFI映像文件
    2.2 Windows操作系統(tǒng)啟動(dòng)流程與相關(guān)數(shù)據(jù)表
        2.2.1 UEFI模式下Windows操作系統(tǒng)啟動(dòng)流程
        2.2.2 兼容模式下Windows操作系統(tǒng)啟動(dòng)流程
        2.2.3 系統(tǒng)服務(wù)調(diào)度表
        2.2.4 全局描述符表
    2.3 防篡改技術(shù)
        2.3.1 靜態(tài)防篡改
        2.3.2 動(dòng)態(tài)防篡改
    2.4 鉤子技術(shù)
        2.4.1 Inline Hook
        2.4.2 IAT Hook
    2.5 shellcode技術(shù)
    2.6 本章小結(jié)
第三章 基于固件的內(nèi)核完整性動(dòng)態(tài)保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
    3.2 關(guān)鍵技術(shù)研究
        3.2.1 固件修改
        3.2.2 UEFI模式下Hook位置選取
        3.2.3 兼容模式下Hook位置選取
        3.2.4 內(nèi)核完整性度量
    3.3 系統(tǒng)流程
    3.4 系統(tǒng)安全依賴
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于固件的內(nèi)核完整性動(dòng)態(tài)保護(hù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
    4.1 內(nèi)核基址獲取
        4.1.1 固件修改
        4.1.2 UEFI模式下的Hook實(shí)現(xiàn)
        4.1.3 兼容模式下的Hook實(shí)現(xiàn)
        4.1.4 內(nèi)核基址定位
    4.2 內(nèi)核完整性度量
        4.2.1 標(biāo)準(zhǔn)庫構(gòu)建
        4.2.2 完整性度量算法
    4.3 代碼混淆
        4.3.1 隱藏跳轉(zhuǎn)地址
        4.3.2 數(shù)據(jù)插入代碼段
        4.3.3 等價(jià)代碼替換
    4.4 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與分析
    5.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境
    5.2 固件修改測(cè)試
        5.2.1 文件擴(kuò)容
        5.2.2 跳轉(zhuǎn)邏輯修改
    5.3 基址獲取測(cè)試
    5.4 完整性度量驗(yàn)證
    5.5 開機(jī)效果測(cè)試
        5.5.1 UEFI模式測(cè)試
        5.5.2 兼容模式測(cè)試
    5.6 代碼混淆效果
        5.6.1 隱藏跳轉(zhuǎn)地址效果
        5.6.2 插入無效數(shù)據(jù)效果
        5.6.3 等價(jià)代碼替換效果
    5.7 系統(tǒng)其他測(cè)試
        5.7.1 被誤殺測(cè)試
        5.7.2 開機(jī)時(shí)間測(cè)試
    5.8 同類系統(tǒng)比較與分析
    5.9 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 前景展望
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于shellcode分析緩沖區(qū)溢出攻擊[J]. 劉佳琳,譚振江,朱冰.  計(jì)算機(jī)時(shí)代. 2020(02)
[2]重建GPT分區(qū)與NTFSDBR的研究[J]. 陳培德,吳建平,王麗清,朱辰龍,鄧劍.  計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2020(02)
[3]基于指令交換的代碼混淆方法[J]. 潘雁,祝躍飛,林偉.  軟件學(xué)報(bào). 2019(06)
[4]基于UEFI固件的BOOTKIT檢測(cè)技術(shù)研究[J]. 劉文祺,范明鈺,田偉,王光衛(wèi).  電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(06)
[5]基于TPM 2.0的內(nèi)核完整性度量框架[J]. 王勇,張雨菡,洪智,文茹,樊成陽,王鵑.  計(jì)算機(jī)工程. 2018(03)
[6]EFI OS Loader安全加固技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 吳偉民,陳東新,賴文鑫,蘇慶.  計(jì)算機(jī)科學(xué). 2016(09)
[7]基于內(nèi)存取證的內(nèi)核完整性度量方法[J]. 陳志鋒,李清寶,張平,王煒.  軟件學(xué)報(bào). 2016(09)
[8]二進(jìn)制軟件防篡改技術(shù)研究[J]. 糜?jì)寡?張怡,王寶生.  海峽科技與產(chǎn)業(yè). 2016(02)
[9]主引導(dǎo)記錄型Rootkit建模及其靜態(tài)檢測(cè)方法[J]. 金戈,薛質(zhì),齊開悅.  計(jì)算機(jī)工程. 2015(07)
[10]基于劫持內(nèi)核入口點(diǎn)的隱藏進(jìn)程檢測(cè)方法[J]. 羅森林,閆廣祿,潘麗敏,馮帆,劉昊辰.  北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(05)

碩士論文
[1]基于GRUB的遠(yuǎn)程控制技術(shù)的研究與防御[D]. 戶宇宙.電子科技大學(xué) 2018
[2]基于UEFI的操作系統(tǒng)內(nèi)核完整性保護(hù)方法的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 安會(huì).北京工業(yè)大學(xué) 2017
[3]UEFI的異常中斷處理驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 陳書儀.華中科技大學(xué) 2015
[4]基于UEFI BIOS攻擊方式的研究[D]. 何宛宛.北京工業(yè)大學(xué) 2014
[5]終端完整性保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 翁曉康.解放軍信息工程大學(xué) 2014
[6]基于EFI固件文件系統(tǒng)的平臺(tái)安全策略研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 黃海彬.上海交通大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3694072