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基于RT-Linux防危保障機(jī)制的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>摘要：隨著嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)在安全關(guān)鍵系統(tǒng)中日益廣泛的應(yīng)用，其軟件不但要保護(hù)嵌放式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的功能性和時(shí)間限制，對(duì)其安全性、穩(wěn)定性和可靠性的要求也大大提高。軟件錯(cuò)誤的比例大大高于硬件錯(cuò)誤，軟件錯(cuò)誤可能引起硬件誤操作，進(jìn)而直接威脅系統(tǒng)安全。使用防危核可有效防止關(guān)鍵設(shè)備誤操作。本文以RT-Linux實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為平臺(tái)，對(duì)十字路口交通燈控制建立安全實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ�，硬件防危核�?shí)現(xiàn)技術(shù)，為防危保障探索新的實(shí)現(xiàn)途徑。
關(guān)鍵詞：防危核 安全核 實(shí)時(shí)系統(tǒng) 防危策略
早在19世紀(jì)70年代，為保證系統(tǒng)中的敏感信息不被非法用戶惡意破壞和非法訪問(wèn)，Roger Schell和Mitre等人提出了安全核（security kernel）的概念。安全核將系統(tǒng)中的軟件隔離為可信的和不可信的兩部分，由可信賴信號(hào)負(fù)責(zé)對(duì)不可信部分進(jìn)行審核，以保證不可信部分不會(huì)對(duì)敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行非法和錯(cuò)誤的訪問(wèn)。安全核的技術(shù)在信息安全領(lǐng)域中取得了成功并得到廣泛的應(yīng)用。在安全核基礎(chǔ)上，Rushby等人又進(jìn)一步提出了防危核（safety kernel）的概念，用于防止軟件對(duì)安全關(guān)鍵設(shè)備的非法訪問(wèn)，從而保障系統(tǒng)安全。防危核由一組防危策略和隔離組成，因此，防危策略的完備性和低開(kāi)銷是防隱核可靠和高效的關(guān)鍵�，F(xiàn)在，對(duì)防危核的研究還處于初級(jí)階段，本文介紹我們基于RT-Linux實(shí)現(xiàn)的隊(duì)危核。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了該方案的有效性和可行性。
1 防危核技術(shù)
防危核關(guān)心的是如何保護(hù)設(shè)備不被非法訪問(wèn)，以避免因?qū)υO(shè)備的誤操作引起的重大生命財(cái)產(chǎn)損失和環(huán)境破壞。防危核把受保護(hù)設(shè)備與系統(tǒng)中的其它部分隔離，通過(guò)實(shí)施防危策略（safety policy）對(duì)這些設(shè)備的訪問(wèn)進(jìn)行特殊控制。凡是對(duì)受保護(hù)設(shè)備的訪問(wèn)，都必須經(jīng)過(guò)危核的審查，合法者予以支持；反之，則采取相應(yīng)的出錯(cuò)處理措施，維護(hù)系統(tǒng)的防危特性，這樣就能很好地避免軟件故障造成的災(zāi)難后果。從應(yīng)用軟件的角度來(lái)看，防危核的原理如圖1所示。在工程應(yīng)用中，要保證危核的有效性，必須遵循下列3項(xiàng)規(guī)則。
（1）短小精練
為了不影響系統(tǒng)的性能，防危核應(yīng)盡可能小，為此系統(tǒng)所有的防危核策略均由防危核為實(shí)施是不現(xiàn)實(shí)的。采用將防危策略放在防危核外部的防危策略庫(kù)中的方法，縮小防危核的大小主，防危核在防危處理時(shí)訪問(wèn)防危策略庫(kù)，以獲取相應(yīng)防危策略。
（2）完備性
完備性要求，不通過(guò)防危核主體就不能對(duì)客體進(jìn)行任何訪問(wèn)操作。它表明對(duì)設(shè)備的任何訪問(wèn)請(qǐng)求都必須通過(guò)防危核的驗(yàn)證。如果系統(tǒng)中存在其它組件可以繞開(kāi)防危核訪問(wèn)設(shè)備，顯然安全將無(wú)法得到保障。所以采用了防危核技術(shù)的系統(tǒng)必須要保證防危核對(duì)設(shè)備的專一控制。
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