虚拟机隔离运行模型.docx

【虚拟机隔离运行模型】 虚拟机隔离运行模型是一种先进的技术，旨在确保在个人计算平台上的安全性和功能完整性，同时提供对非可信软件的隔离运行。本文档提出的SVEE（隔离运行模型）满足五个关键应用约束，分别是操作系统隔离、应用透明、计算环境重现、隔离程序执行效果跟踪以及操作系统信息重构。通过这种方法，SVEE能够平衡安全、功能、性能和监控需求。 1. **操作系统隔离**： 非可信软件需在与宿主操作系统完全隔离的虚拟环境中运行，以防止恶意代码对系统造成破坏。操作系统隔离是通过虚拟机监视器（VMM）实现的，它创建一个硬件抽象层，允许虚拟机在其中运行，提供安全隔离。 2. **应用与操作系统透明**： 不需要修改现有操作系统和应用程序的源代码，确保兼容性。这包括四个方面： - 无需修改源代码，因为个人计算平台上的软件通常不开源。 - 非可信软件在隔离环境中访问资源和执行特权操作不受限，保持功能完整性。 - 尽可能减小隔离机制对性能的影响，兼顾安全和可用性。 - 不需重新安装操作系统，便于用户继续使用原有系统。 3. **可配置的计算环境重现**： 为了重现计算环境，如文件系统和配置，以确保功能完整性和降低部署成本，SVEE要求： - 避免复制整个软硬件系统，以适应个人用户的需求。 - 导出到隔离环境的宿主计算资源应可配置且安全，避免敏感数据泄露。 - 提升隔离环境性能，使其接近宿主环境，增强性能适应性。 4. **隔离程序执行效果跟踪**： 需要跟踪并记录被隔离软件对数据的修改，以便分析程序行为，提交执行效果至宿主环境，提高系统可用性和监控能力。 5. **操作系统语义信息重构**： 支持重构操作系统抽象层的资源信息，如进程、线程、文件和用户，以增强行为可监控性，帮助用户或工具更精确地分析虚拟机内的应用程序和操作系统行为。 SVEE模型可以基于两种类型的VMM实现：Type I VMM（原生隔离运行模型）和Type II VMM（托管隔离运行模型）。Type I VMM直接运行在硬件上，而Type II VMM则作为传统操作系统上的应用程序运行。这两种类型各有优缺点，Type I通常提供更好的性能，而Type II则更容易集成到现有的操作系统环境中。 通过SVEE模型，个人计算平台的安全性得到显著提升，非可信软件能够在受控的环境中运行，同时保持了系统功能和用户体验。这一理论基础为后续章节的实践应用提供了坚实的基础。