Giáo trình Hệ điều hành - Chương 5: Bảo vệ và bảo mật

HỆ ĐIỀU HÀNH

Chương 5

BẢO VỆ VÀ BẢO MẬT

15. Bảo vệ

15.1. Mục tiêu của bảo vệ

Đảm an toàn cho cả phần cứng và phần mềm. Đảm bảo cho dữ liệu

không bị sửa xoá, truy nhập trái phép

Các chính sách bảo vệ phải không gây khó khăn cho hoạt động

khai thác tài nguyên được phép của người sử dụng.

Với mỗi hệ điều hành có thể có một số các phương pháp khác nhau

trong việc cài đặt và thực thi bảo vệ hệ thống, tuy nhiên chúng đều

hướng đến mục tiêu chung là bảo đảm an toàn phần cứng và phần mềm

cho hệ thống.

15.2. Vùng bảo vệ

Việc bảo vệ được thực hiện bằng cách phân vùng bảo vệ. Vùng

bảo vệ có thể được chia dựa trên nguyên tắc tiếp cận đối tượng.

Dựa vào đối tượng, có 2 loại đối tượng chính là: các đối tượng

phần cứng như: CPU, các đoạn nhớ, các máy in. Các đối tượng phần mềm

như: các files, các chương trình,... Mỗi đối tượng có một tên riêng và được

phân biệt với đối tượng khác thông qua tên. Một đối tượng có thể là một

số kiểu dữ liệu trừu tượng cơ bản.

Mỗi vùng (domain) là một tập hợp các đối tượng tài nguyên mà các

tiến trình có thể truy nhập.

Mỗi vùng được định nghĩa là một tập các đối tượng và các phép xử

lý tương ứng trên mỗi đối tượng. Một domain là một tập các quyền truy

nhập trên mỗi đối tượng được chỉ ra thành cặp <đối tượng, tập quyền

truy nhập>. Ví dụ: để xác định quyền truy nhập trên file F với các quyền

đọc (read), ghi (write):

Một Domain có thể được thực hiện theo nhiều cách:

Phạm Ngọc Hưng

141

Bảo vệ và bảo mật

- Mỗi người dùng có thể là một domain. Trong trường hợp này, một

tập các đối tượng có thể truy nhập dự trên sự nhận biết người dùng. Sự

chuyển đổi vùng có thể xuất hiện khi có sự thay đổi người dùng.

- Mỗi tiến trình có thể là một vùng. Trong trường hợp này, một tập

các đối tượng có thể được truy nhập dựa trên sự nhận biết tiến trình. Sự

chuyển đổi vùng có thể xuất hiện tương ứng với trường hợp một tiến trình

gửi thông điệp đến một tiến trình khác và đợi trả lời.

- Mỗi một thủ tục có thể là một vùng. Trong trường hợp này, một

tập ác đối tượng có thể được truy nhập dựa trên các biến được định nghĩa

trong thủ tục. Sự chuyển đổi vùng xuất hiện khi có lời gọi thủ tục.

15.3. Ma trận truy nhập

Quyền truy nhập có thể được thể hiện dạng ma trận quyền truy

nhập. trong đó mỗi hàng tương ứng với một vùng, mỗi cột tương ứng với

một đối tượng. Tại giao điểm của hàng và cột sẽ xác định các quyền

tương ứng vùng có thể được truy nhập trên đối tượng.

Ví dụ:

Obj

F1

F2

F3

Printer

print

Dom

D1

read

D2

D3

D4

read

execute

read/write

15.4. Tước quyền truy nhập

Quyền truy nhập có thể bị thu trên từng đối tượng hoặc trên cả

vùng.

15.5. Bài tập

1. Trình bày nguyên tắc phân vùng bảo vệ

2. Phân tích cấu trúc ma trận truy nhập

142

Phạm Ngọc Hưng

HỆ ĐIỀU HÀNH

16. Bảo mật

16.1. Vấn đề bảo mật

Trong hệ thống để bảo vệ cho các tiến trình, các tài nguyên không

bị truy nhập trái phép người ta cần áp dụng các biện pháp bảo mật, giới

hạn quyền truy nhập cho người dùng. Các quyền truy nhập có thể là:

- Quyền đọc dữ liệu

- Quyền thay đổi dữ liệu

- Quyền huỷ bỏ dữ liệu

- Ngăn cản sử dụng hợp pháp hệ thống (sự từ chối của các dịch vụ)

Để bảo vệ hệ thống ta phải thực hiện bảo mật trên 4 mức:

- Vật lý: bảo vệ các thiết bị

- Con người: các người dùng phải được bảo vệ để hạn chế có hội

có quyền truy nhập trái phép

- Mạng: trong hệ thống các máy tính hiện đại, dữ liệu được chuyển

qua các đường truyền mạng và nó có thể bị đánh cắp hoặc làm sai hỏng

trên đường truyền.

- Hệ điều hành: tự bảo vệ khỏi các truy nhập không được phép

16.2. Xác nhận người dùng

Mỗi người dùng trước khi có thể khai thác tài nguyên đều cần phải

được xác định rõ họ là ai, có quyền gì trên các tài nguyên.

Để xác nhận người dùng cần dùng tới mật khẩu. Mỗi người dùng có

một mật khẩu riêng. Đây là một mã số quy ước chỉ người dùng đó biết.

Có nhiều chính sách khác nhau trong việc sử dụng mật khẩu như:

mã hoá mật khẩu, mật khẩu chỉ dùng một lần,...

16.3. Các luồng chương trình

Các chương trình có thể tự bảo vệ mình, chống sự sao chép lậu, sử

dụng không đúng bản quyền theo nhiều cách khác nhau như: Trojan

horses, trap doors, và tràn ngăn xếp hay bộ đệm.

Trojan Horses: là phương pháp chương trình cài đặt thêm các đoạn

mã hoặc các phần môi trường. Nếu người dùng sử dụng trái phép thì đoạn

mã này có thể được kích hoạt làm cho hệ thống không làm việc tiếp được

Phạm Ngọc Hưng

143

Bảo vệ và bảo mật

hay có thể phá hoại hệ thống của người dùng khi sử dụng trái phép.

Chương trình cũng có thể bị lỗi khi sai môi trường do sử dụng trái phép.

Trap door: người thiết kế chương trình có thể đưa ra một lỗ hổng

trong phần mềm của họ và chỉ họ mới biết và sử dụng lỗ hổng này.

Phương pháp bảo vệ này được gọi là trap door. Lỗ hổng này sẽ được khai

thác để những người sử dụng trái phép không thể sử dụng phần mềm

được bảo vệ.

16.4. Các luồng hệ thống

Trong hệ thống, một tiến trình có thể sinh ra tiến trình khác. Trong

môi trường này có thể nảy sinh vần đề tài nguyên hệ thống và các file

người dùng có thể bị truy nhập trái phép. Hai phương pháp phổ biến để

thực hiện việc này là Worms và Virus

Worm: là một tiến trình được sử dụng để sinh ra các đoạn phá hoại

sự hoạt động của hệ thống. Nó có khả năng tự tạo ra bản sao của mình

(tự nhân bản) tiêu hao tài nguyên hệ thống và có thể khoá hệ thống

không cho các tiến trình khác có thể sử dụng.

Virus: một phương pháp tấn công khác là virus. Virus được thiết kế

nhằm mục đích trêu đùa hay phá hoại hệ thống hoặc đánh cắp thông tin.

Nhìn chung chúng gây tác hại xấu cho hệ thống. Virus có khả năng lây lan

nhanh và có sức công phá lớn.

16.5. Bảo mật hệ thống

Bảo mật hệ thống có thể được thực hiện thông qua các phương

pháp mã hoá dữ liệu.

16.6. Bài tập

1. Nêu các mức bảo vệ

2. Bảo vệ ở luồng chương trình

3. Bảo vệ ở luồng hệ thống

4. So sánh sự khác nhau giữa Virus và Trojan Horses

144

Phạm Ngọc Hưng

HỆ ĐIỀU HÀNH

17. Giới thiệu một số hệ thống

17.1. Hệ thống Linux

- Lõi của Linux (kernel)

- Các mudule hạt nhân

- Đăng nhập thiết bị

- Quản lý tiến trình

- Lập lịch

- Quản lý bộ nhớ

- Hệ thống file

17.2. Windows 2000

- Nguyên tắc thiết kế

- Các thành phần hệ thống

- Các mối trường con (Dos)

- Hệ thống file

- Giao diện lập trình

- Quản lý bộ nhớ

Phạm Ngọc Hưng

145

Giáo trình Hệ điều hành - Chương 5: Bảo vệ và bảo mật - Phạm Ngọc Hưng