隨著當(dāng)代信息社會(huì)的快速發(fā)展,未來(lái)社會(huì)對(duì)安全可信的需求越來(lái)越高。就操作系統(tǒng)領(lǐng)域而言,當(dāng)前主流操作系統(tǒng)都是宏內(nèi)核架構(gòu)。這種架構(gòu)在安全性以及靈活性上相比于微內(nèi)核架構(gòu)就有著一定的劣勢(shì)。所以近年來(lái)全球的科學(xué)研究者以及企業(yè)開發(fā)者對(duì)微內(nèi)核架構(gòu)的研究興趣越來(lái)越濃厚。本文通過(guò)對(duì)比宏內(nèi)核與微內(nèi)核架構(gòu),發(fā)現(xiàn)微內(nèi)核架構(gòu)的這種特點(diǎn)是符合未來(lái)操作系統(tǒng)發(fā)展需求的。認(rèn)為宏內(nèi)核架構(gòu)是一種面向未來(lái)的操作系統(tǒng)架構(gòu),也是未來(lái)操作系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)重要方向。本論文以在Arm架構(gòu)中開發(fā)的DeHyp微內(nèi)核為基礎(chǔ)對(duì)微內(nèi)核架構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。在微內(nèi)核架構(gòu)方面,對(duì)該架構(gòu)進(jìn)行了研究并分析了其架構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn),然后以DeHyp微內(nèi)核為微內(nèi)核架構(gòu)典型刨析了其各個(gè)組成模塊:進(jìn)程調(diào)度管理模塊,內(nèi)存管理模塊,中斷管理模塊,進(jìn)程間通信管理模塊以及權(quán)能管理模塊;在實(shí)現(xiàn)平臺(tái)方面,分析研究了x86架構(gòu)中一些與CPU相關(guān)的硬件機(jī)制:包括分段機(jī)制,分頁(yè)機(jī)制與硬件支持的多任務(wù)機(jī)制;在引導(dǎo)啟動(dòng)方面,研究了一些現(xiàn)代操作系統(tǒng)中常用的引導(dǎo)方式及其特點(diǎn)。在完成以上相關(guān)技術(shù)研究以后,本文設(shè)計(jì)了能夠深入融合DeHyp微內(nèi)核與x86架構(gòu)的方案,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了適用于微內(nèi)核的通用引導(dǎo)方式,... 

【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【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
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 微內(nèi)核技術(shù)的發(fā)展歷史
        1.2.2 國(guó)內(nèi)外微內(nèi)核操作系統(tǒng)
    1.3 研究?jī)?nèi)容與相關(guān)工作
    1.4 章節(jié)安排
第二章 相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)
    2.1 微內(nèi)核架構(gòu)
        2.1.1 微內(nèi)核架構(gòu)簡(jiǎn)介
        2.1.2 微內(nèi)核架構(gòu)可信的特點(diǎn)
    2.2 DeHyp微內(nèi)核
        2.2.1 進(jìn)程調(diào)度管理
        2.2.2 內(nèi)核內(nèi)存管理
        2.2.3 中斷管理
        2.2.4 進(jìn)程間通信管理
        2.2.5 權(quán)能管理機(jī)制
    2.3 微內(nèi)核的引導(dǎo)
        2.3.1 引導(dǎo)程序簡(jiǎn)介
        2.3.2 Bootloader
        2.3.3 x86 中的引導(dǎo)系統(tǒng)
        2.3.4 Multiboot Specification
    2.4 X86 架構(gòu)CPU的硬件機(jī)制
        2.4.1 分頁(yè)與分段機(jī)制
        2.4.2 多任務(wù)硬件支持
    2.5 本章小結(jié)
第三章 x86架構(gòu)中微內(nèi)核的總體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    3.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
    3.2 系統(tǒng)引導(dǎo)設(shè)計(jì)
        3.2.1 Multiboot Specification引導(dǎo)規(guī)范
        3.2.2 入口程序的設(shè)計(jì)
        3.2.3 X86 架構(gòu)相關(guān)底層匯編
        3.2.4 內(nèi)核鏡像的設(shè)計(jì)
        3.2.5 系統(tǒng)引導(dǎo)的實(shí)現(xiàn)
    3.3 x86 架構(gòu)中微內(nèi)核的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        3.3.1 GDT與 IDT
        3.3.2 定時(shí)器管理設(shè)計(jì)
        3.3.3 地址空間設(shè)計(jì)
        3.3.4 任務(wù)管理設(shè)計(jì)
        3.3.5 微內(nèi)核初始化的實(shí)現(xiàn)
    3.4 微內(nèi)核的安全增強(qiáng)設(shè)計(jì)
        3.4.1 安全引導(dǎo)驗(yàn)證
        3.4.2 內(nèi)核鏡像的加密保護(hù)
    3.5 本章小結(jié)
第四章 安全的快速IPC的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    4.1 微內(nèi)核中存在的問(wèn)題
    4.2 微內(nèi)核中IPC優(yōu)化相關(guān)研究
    4.3 物理頁(yè)面交換算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    4.4 段基址交換算法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    4.5 本章小結(jié)
第五章 安全和性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析
    5.1安全功能測(cè)試實(shí)驗(yàn)
        5.1.1 安全引導(dǎo)功能驗(yàn)證
        5.1.2 內(nèi)核鏡像加密保護(hù)功能驗(yàn)證
    5.2 PPEA與 SBEA算法性能測(cè)試
    5.3 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
    6.1 全文工作總結(jié)
    6.2 存在的不足
    6.3 未來(lái)的研究與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果



本文編號(hào)：3177360