操作系统形式化设计与验证综述

对操作系统的形式化设计和验证的概念进行介绍,描述其框架和基本方法。比较和分析操作系统宏内核和微内核结构,调查多个设计和验证项目,阐述项目的验证目标、方法、优缺点和进展情况。在总结研究现状的基础上,分析和展望操作系统形式化设计和验证的发展趋势,从操作系统模型设计、验证工具、代码实现和验证重用等方面给出形式化设计和验证的思路。     

面向CPU-GPU异构系统的数据分析负载均衡策略

应用于高性能计算领域的通用GPU拥有强大的并行计算能力,以通用GPU作为主处理器的数据分析系统相较于传统数据库能够提供更好的性能。在大数据场景下,如何根据CPU和GPU的资源在处理器之间合理分配工作负载是亟待解决的问题。提出了一种CPU GPU异构数据分析系统上的负载均衡处理策略。该策略采用流水线模型将工作负载分解,基于流水线设计了负载均衡模型,将工作负载合理分配至异构处理器,减少系统总执行时间开销,实现了性能提升。实验结果表明,提出的基于流水线的负载均衡模型能适应不同查询请求下的不同数据量场景,具有良好的性能。     

一种遥测系统自动化测试平台的设计

为了满足运载火箭遥测系统集成验证的测试需求,同时提升测试设备的通用性,降低测试设备的研制成本,采用面向信号的设计思想,设计了一种简洁高效的遥测系统自动化测试平台;该测试平台基于PXI总线开发,通过采取多路复用开关与输入输出模块相结合的设计思路,可实现多参数的巡检测试及同时测试,使测试平台具有较好的通用性和灵活性,在硬件设备不做更改的前提下可适用于多型运载火箭的测试需求,同时研制成本大幅降低;通过接收解析箭上遥测数据,测试过程无需人工干预,实现了自动化测试与自动化判读;通过试验验证,该测试平台工作稳定,能较好地满足多型运载火箭遥测系统集成验证测试需求,同时该平台的设计方法为同类测试系统的设计提供了一种思路。     

基于内核机制的非法连接监控研究与设计

在内核监控技术研究的基础上,通过对当前防止非法外联技术的比较和分析,针对当前非法外联技术的弱点,设计了一个防止非法连接的系统.该系统通过认证和策略来确保通信对象的可信性,通过基于SNMP协议的网络拓扑发现算法来确保及时发现连接到内网的未安装客户端的主机,通过网络设备控制和内核监控技术来保证网络设备的可靠性,最终达到防止非法连接的目的.     

DBox:宏内核下各种设备驱动程序的高性能安全盒

越来越多和宏内核操作系统中使用的设备驱动程序相关的漏洞被发现,这些漏洞严重危害操作系统的安全性和可靠性.现有的解决方案无法既能为操作系统内核提供强有力的保护又能达到与原生系统相近的性能.在本文中,我们提出了一个称为DBox的驱动程序隔离框架解决方案同时考虑系统的安全性和性能.DBox为设备驱动程序提供了一个基于虚拟化的安全容器,使得驱动程序和主机系统有效隔离,并通过通用I/O交互接口实现对多种设备驱动的支持.我们通过对EPT页表和IOMMU地址翻译表的修改,创建了一块基于连续物理内存的共享内存,实现了硬件设备、驱动程序和主机系统内核之间的高性能通信基础.我们通过多核并行化、高效消息传递、零拷贝和批量数据传输等机制深度优化了I/O性能,在大多数情况下DBox中的驱动程序都可以达到与原始内核相同的性能.在DBox中添加新驱动程序支持无需修改驱动程序代码,使得DBox方案在现实环境中易于采用.我们在DBox中实现了四个常见驱动程序类别(NIC,块设备,UART和输入设备),经过实验表明,TCP/UDP吞吐量、往返时延、块设备吞吐量、串口吞吐量、串口往返时延及键盘响应时间的性能下降均在5%以下.     

Windows消息钩子的拦截和清除

为了防止恶意程序通过消息钩子的方式将恶意代码插入到其它进程中去,分析了Windows操作系统中系统服务的调用机制以及消息钩子机制,提出了一种在操作系统内核模式下拦截消息钩子和直接对消息钩子内核对象进行清除的方法.与现有方法相比能够有效的在操作系统内核模式下拦截和清除消息钩子,防止被恶意程序绕过,从而有效地阻止了恶意代码的插入.实验结果表明,该方法能够有效的阻止进程中被注入恶意代码.     

打印监控审计技术研究

打印监控与审计是主机安全保护的一项重要内容.对打印机打印内容的监控与审计技术往往难以适应实际应用环境的要求,造成对打印内容监控审计的遗漏和不完备,使其成为监控审计的难点之一.分析了Windows平台下打印体系结构,详细阐述了API Hook、Driver Hook,虚拟打印机和轮询打印队列,这4种主要的打印监控审计技术的原理与实现算法,并分析了采用该监控技术在实际打印监控应用中的优点与不足.最后,综合各种监控技术的优缺点,给出了未来打印监控审计技术的一种发展趋势和应用方案.     

基于Strand Space的移动计算安全协议设计与正确性证明

安全协议对移动计算的安全性质起着决定作用。根据移动计算网络环境的特点,参照安全协议设计准则,以移动银行应用为背景设计了一个移动计算安全协议——MB协议,并基于Strand空间理论给出了正确性证明。     

基于J2ME的移动支付安全方案研究

安全方案对移动支付系统的安全性起着决定性作用,其中无线环境中的安全和对用户即手持设备的认证,更是系统成败的关键.借鉴国外已有的移动支付系统,结合宏支付的特点及安全要求,并考虑到J2ME平台本身提供的安全性,提出了一个基于JZME的移动支付安全方案,重点解决无线环境下的用户的认证问题,来保证针对宏支付的移动支付系统的安全.分析测试验证了该安全方案的安全性及可行性.     

基于状态转换图的入侵检测模型STGIDM

Pattern Match based on the serial of system calls is one of the widely used intrusion detection technologies, while the courses that cause intrusion frequently accord with chosen pattens when programs monitored are complex and the number of chosen patterns is large, which always causes some intrusions to be neglected. In this a rticle, anew Intrusion Detection Model based on State Transition Graph is put forward. In this model, the programs‘ properties are accurately reflected by State Transition Graph, and transitions are introduced between states that aren‘t conjoint. Moreover, the number of transitions between states that aren‘t conjoint is one of key factors to deduce intrusions during matching.