操作系统安全设计(第一部分基础篇)
操作系统与网络安全讲义
操作系统与网络安全讲义第一部分：操作系统安全1. 操作系统简介- 定义：操作系统是控制计算机硬件和软件资源，管理程序运行和协调设备操作的系统软件。
- 常见的操作系统：Windows、MacOS、Linux等2. 操作系统安全性的重要性- 保护数据：操作系统需要保护计算机上的敏感数据，避免未经授权的访问。
- 防止恶意软件：操作系统需要能够识别和清除各种恶意软件，包括病毒、木马等。
- 管理访问：操作系统需要控制用户对系统的访问权限，以防止未经授权的操作。
3. 操作系统安全性的实现- 更新系统：定期更新操作系统可以修复系统中的漏洞，增强系统的安全性。
- 安装防病毒软件：安装防病毒软件可以及时发现并清除计算机中的恶意软件。
- 设置安全策略：设置访问权限、密码策略等可以有效保护系统安全。
第二部分：网络安全1. 网络安全概述- 网络安全是保护计算机网络不被未经授权的访问、数据泄露、病毒感染等威胁的一系列措施和技术。
- 网络安全的重要性：随着网络的普及和应用，网络安全变得越来越重要，涉及到个人和企业的信息安全问题。
2. 网络安全的威胁- 恶意软件：包括病毒、蠕虫、木马等，可以对网络系统和数据造成伤害。
- 网络入侵：黑客可以通过各种手段入侵网络系统，进行未经授权的访问和篡改。
3. 网络安全的保护措施- 防火墙：设置防火墙可以阻止未经授权的访问，提高网络安全性。
- 加密技术：网络传输中使用加密技术可以保护数据的安全性，防止数据泄露。
- 定期备份：定期备份数据可以在遭受攻击或者数据丢失时快速恢复。
结语：操作系统和网络安全是计算机系统中非常重要的一环，需要我们认真对待和加以重视。
通过学习和掌握相关的安全措施和技术，可以有效提高系统和网络的安全性，保护个人和企业的信息不受威胁。
4. 网络安全的最佳实践- 应用安全：确保在使用网络应用程序时，用户的数据得到保护，避免恶意软件和网络攻击。
例如，确保网页上使用了HTTPS协议，或者使用安全的网上银行渠道。
操作系统第一章ppt课件
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
1.1.2 操作系统的含义 • 操作系统是一个系统软件 • 操作系统管理和控制计算机系统的资源、
合理地组织计算机工作流程 • 操作系统给用户提供了一个方便、友好
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
1.2 操作系统的历史
1.2.1 手工操作阶段
• 50年代早期，出现了穿孔卡片。程序写在卡片上然后读 入计算机，而不用插板，但计算过程则依然如旧。
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
内存扩充（覆盖、交换和虚拟存储）：提高内存利 用率、扩大进程的内存空间
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
第一章 绪论
设备管理
– 管理目标：方便设备的使用、提高CPU与I/O 设备利用率
• 设备操作：利用设备驱动程序完成对设备的操作 • 设备独立性(device independence)：提供统一的I/O
设备接口，使应用程序独立于物理设备，提高可适 应性；在同样的接口和操作下完成不同的内容 • 设备分配与回收：在多用户间共享I/O设备资源 缓冲区管理：匹配CPU和外设的速度，提高两者的 利用率。主机与外设并行
CPU
寄存器组
《操作系统安全》第一章_绪论
1.1 操作系統面臨的安全威脅
資訊安全的發展過程
通信保密階段 電腦安全階段 資訊安全階段 資訊安全保障階段
操作系統安全威脅
按照安全威脅的途徑來分：
• • • • • • 不合理的授權機制 不恰當的代碼執行 不恰當的主體控制 不安全的進程間通信 網路協議的安全漏洞 服務的不當配置
1.2 操作系統安全和資訊系統安全
操作系統完成以下功能
用戶標識和身份鑒別 存取控制 審計
操作系統安全威脅
安全威脅的主要表現形式：
• • • • • 病毒 駭客攻擊 蠕蟲 邏輯炸彈 後門
1.2 操作系統安全和資訊系統安全
操作系統的安全性在電腦資訊系統的整體安全性中具有至關重要的作用。 目標
保證自身的安全性和完整性 按安全策略對用戶在系統中的操作進行存取控制 防止用戶對電腦中資訊的非法存取 保證系統中資訊的安全性（保密性和完整性）பைடு நூலகம்
《操作系统安全》课程教学大纲
《操作系统安全》课程教学大纲课程名称操作系统安全课程编码131530019 课程类型（学院内）跨专业课程适用范围信息安全学分数 3 先修课程操作系统、数据结构学时数48 其中实验学时其中实践学时考核方式考试制定单位数学与信息科学学院执笔者审核者一、教学大纲说明（一）课程的性质、地位、作用和任务操作系统安全是信息领域重要的核心技术, 在信息安全领域有着非常重要的地位。
《操作系统安全》对培养学生抽象思维能力和信息安全的分析能力有着重要作用；也是信息安全专业高年级学生开设的一门重要课程, 其为全面了解操作系统的安全机制、安全设计、操作系统评测和安全应用提供一些入门方法, 使学生对操作系统安全有一个清晰和完整的认识。
（二）课程教学的目的和要求通过本课程的学习, 学生具有操作系统安全基础知识, 具备对操作系统安全进行分析的基本专业素质和能力。
了解：操作系统安全的有关概念及相关问题, 包括Windows、UNIX等流行操作系统的存在的安全问题, 了解高安全级别操作系统的有关安全机制, 了解操作系统安全评测、安全操作系统的应用和国外在安全操作系统领域的新进展。
理解: 操作系统安全模型、安全体系结构和操作系统安全形式化规范与验证以及安全操作系统设计一般过程。
掌握: 操作系统安全的基本概念、操作系统的安全机制、操作系统设计主要的安全模型和安全体系结构、Unix系统安全策略及安全机制、隐蔽通道分析和处理方法。
（三）课程教学方法与手段教学方法: 本课程采用老师讲授、结合学生自学的方法；教学手段：采用多媒体教学, 教师口授结合电脑演示。
（四）课程与其它课程的联系本课程涉及到信息安全基础、数据结构、计算机网络和操作系统等知识, 因而在开设本课程之前需要为学生开设预备课程: 数据结构、密码学原理、计算机网络和操作系统。
（五）教材与教学参考书教材: 卿斯汉等著, 操作系统安全（第2版）, 清华大学出版社, 2011。
教学参考书:1.卿斯汉等著, 操作系统安全, 清华大学出版社, 2004。
操作系统的安全课件
内存泄露与越界访问防御
内存泄露检测
操作系统需提供内存泄露检测工具，帮助开发人员及时发现 和修复内存泄露问题。通过监测内存分配和释放情况，定位 泄露源头，防止长期运行导致的系统性能下降和崩溃。
越界访问防御
通过地址空间布局随机化（ASLR）和数据执行保护（DEP） 等技术，防止攻击者利用越界访问漏洞执行恶意代码。ASLR 随机化内存布局，增加攻击难度；DEP将数据和代码分离， 防止攻击者在数据区执行代码。
操作系统的安全课件
汇报人：文小库
2023-12-05
CONTENTS
• 引言 • 操作系统安全基础 • 身份管理与访问控制 • 内存保护与隔离技术 • 文件系统与数据保护 • 网络安全与防御措施 • 应用场景与安全实践
01
引言
操作系统的概念与分类
定义与功能
操作系统是计算机系统的核心软 件，负责管理硬件、软件资源， 并提供公共服务。
05
文件系统与数据保护
文件系统安全机制
01
02
03
访问控制
通过用户身份认证和权限 管理，限制对文件的访问 和操作。
文件加密
对文件进行加密处理，确 保文件内容在存储和传输 过程中不被泄露。
审计与监控
对文件系统的操作进行审 计和监控，及时发现和处 理异常事件。
数据加密与完整性保护
对称加密
采用相同的密钥进行加密 和解密，保证数据在传输 和存储过程中的机密性。
进程隔离与通信
进程隔离
通过操作系统提供的进程隔离机制，确保不同进程之间彼此独立运行，互不干 扰。每个进程拥有独立的内存空间和系统资源，防止恶意进程对其他进程进行 攻击。
进程间通信（IPC）
提供多种进程间通信机制（如管道、消息队列、共享内存等），实现不同进程 之间的数据交换和协作。IPC机制需确保通信的安全性，防止数据泄露和篡改。
操作系统安全基础
操作系统安全基础操作系统安全基础文档1.引言1.1 研究背景1.2 文档目的1.3 读者对象1.4 术语解释2.操作系统安全概述2.1 操作系统安全定义2.2 操作系统安全性目标2.3 操作系统安全性威胁2.4 操作系统安全性防护措施3.用户管理与身份验证3.1 用户账户管理3.2 口令策略与管理3.3 双因素身份验证3.4 访问控制模型4.进程权限和访问控制4.1 进程权限管理4.2 文件和资源访问控制 4.3 进程隔离与沙箱技术4.4 进程间通信安全5.审计和安全日志5.1 审计功能与目的5.2 审计日志记录与分析 5.3 日志保护与保留5.4 审计策略与最佳实践6.系统更新与补丁6.1 操作系统更新过程6.2 补丁管理与部署6.3 自动化更新与漏洞修复6.4 更新策略与注意事项7.网络安全与防护7.1 防火墙配置与管理7.2 网络隔离与分段7.3 网络入侵检测与防御7.4 网络流量分析与监控8.数据加密与恢复8.1 数据加密算法与协议8.2 磁盘加密与文件系统加密 8.3 数据备份与恢复策略8.4 数据泄露与数据清除9.反恶意软件与防护9.1 恶意软件分类与特征9.2 扫描与防护软件9.3 恶意软件防御策略9.4 安全软件选择与管理10.物理安全与访问控制10.1 机房与设备安全10.2 准入控制与访问审计10.3 物理介质保护10.4 安全摄像监控与报警系统11.系统漏洞管理与应急响应11.1 漏洞扫描与漏洞评估11.2 漏洞管理与修复11.3 网络安全事件响应流程11.4 应急响应与恢复策略12.附件12.1 操作系统安全配置检查清单 12.2 操作系统安全性工具推荐 12.3 参考文献本文档涉及附件：附件1：操作系统安全配置检查清单附件2：操作系统安全性工具推荐本文所涉及的法律名词及注释：1.法律名词1：注释2.法律名词2：注释3.法律名词3：注释。
操作系统安全课程设计
操作系统安全课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解操作系统的基本安全原理，掌握操作系统安全的核心概念。
2. 学习操作系统安全机制，包括身份认证、访问控制、加密和审计等。
3. 了解常见操作系统漏洞及攻击手段，掌握安全防护策略。
技能目标：1. 能够分析操作系统安全配置，提出有效的安全优化建议。
2. 学会运用操作系统安全工具进行安全检查和加固。
3. 掌握基本的安全编程技巧，避免编写带有安全风险的代码。
情感态度价值观目标：1. 培养学生的信息安全意识，认识到操作系统安全的重要性。
2. 激发学生对计算机安全的兴趣，引导他们关注网络安全领域的最新发展。
3. 培养学生的团队协作精神和责任感，使他们能够在实际工作中发挥积极作用。
针对课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能够列举并解释操作系统安全的核心概念。
2. 学生能够分析操作系统漏洞，并提出相应的安全防护措施。
3. 学生能够独立完成操作系统安全配置和加固任务，提高系统安全性。
4. 学生能够关注网络安全领域的发展，了解最新的操作系统安全技术和趋势。
5. 学生能够在团队项目中发挥积极作用，共同提高操作系统安全水平。
二、教学内容1. 操作系统安全概述- 了解操作系统的基本概念、发展历程和常见类型。
- 掌握操作系统安全的重要性及安全风险。
2. 操作系统安全机制- 学习身份认证、访问控制、加密和审计等核心安全机制。
- 分析各类安全机制的原理和作用。
3. 常见操作系统漏洞与攻击手段- 列举常见的操作系统漏洞，如缓冲区溢出、权限提升等。
- 了解攻击手段，如病毒、木马、拒绝服务和网络攻击等。
4. 安全防护策略与工具- 学习操作系统安全防护策略，如最小权限原则、安全配置等。
- 了解并运用操作系统安全工具，如防火墙、入侵检测系统等。
5. 安全编程与最佳实践- 掌握安全编程技巧，避免编写带有安全风险的代码。
- 学习操作系统安全最佳实践，提高安全意识和能力。
操作系统安全_第2章_操作系统安全理论基础概述
2.2 操作系统 安全模型 (cāo zuò xì tǒnɡ)
安全模型是设计和实现安全操作系统的基础， 安全模型有两种表述方式，一种(yī 表达 zhǒnɡ) 方式从安全模型的组成出发，认为安全模型 是安全策略形式化的表述，是安全策略所管 理的实体和构成策略的规则。另一种(yī zhǒnɡ) 从系统的安全需求出发，认为安全模型是被 用来描述系统的保密性、可用性和完整性等 需求的任何形式化的表述。
④ 减少病毒感染机会，从而延缓这种感染的传播
⑤ 保证系统的安全性和有效性，以免(yǐmiǎn)受到偶然的和蓄 意的侵犯
共七十三页
2.1.2 访问控制
访问控制的实行
① 确定要保护的资源 ② 授权 ③ 确定访问权限 ④ 实施访问权限
概括的说，就是首先(shǒuxiān)识别与确认访问 系统的用户，然后决定该用户对某一系统资 源可以进行何种类型的访问（读、写、删、 改、运行等）
行过某一操作进行否认(fǒurèn)； 可用性（availability）：保证授权用户对系统信息的可访
问性。
共七十三页
2.2 操作系统 安全模型 (cāo zuò xì tǒnɡ)
状态机模型
用状态机语言将安全系统描述成抽象的状态机，用状态变量表示 系统的状态，用转换规则描述变量变化的过程。状态机模型用于 描述其他系统早就存在，但用于描述通用操作系统的所有状态变 量几乎是不可能的。状态机安全模型通常只能(zhī nénɡ)描述安全 操作系统中若干与安全相关的主要状态变量。
共七十三页
2.1.2 访问控制
访问控制机制分类
自主访问控制（DAC） 强制访问控制（MAC） 基于(jīyú)角色的访问控制（RBAC）
共七十三页
操作系统安全基础
失。
THANK YOU
经授权的访问和攻击。
作用
安全策略是操作系统安全的基础， 它规定了如何管理和控制对系统资 源的访问，以防止数据泄露、破坏 或非授权使用。
实现方式
安全策略可以通过身份验证、访问 控制、审计和监控等手段来实现。
访问控制
定义
访问控制是指对系统资源进行访 问的限制和授权，以确保只有经 过授权的用户能够访问和使用这 些资源。
漏洞利用
利用漏洞扫描工具
攻击者可以使用各种漏洞扫描工具来发现目标系统上的漏洞。这些工具可以模拟攻击者 的行为，测试目标系统的安全性。
漏洞利用框架
攻击者可以使用漏洞利用框架来构建和执行漏洞利用代码。这些框架提供了各种功能和 工具，使攻击者能够更快速、更有效地利用漏洞。
社会工程学攻击
攻击者还可以利用社会工程学技巧来利用漏洞。例如，他们可以通过伪造电子邮件、网 站或其他通信方式来诱骗用户提供敏感信息或执行恶意代码。
禁用弱密码
禁止使用弱密码，如“123456”、“password”等，以增强 系统的安全性。
定期更新和补丁管理
及时更新操作系统
01
定期更新操作系统，以修复已知的安全漏洞和缺陷。
安装安全补丁
02
及时安装安全补丁，以修复操作系统中存在的安全漏洞。备份Fra bibliotek统03
在更新或安装补丁之前，备份系统以防止意外情况导致数据丢
文件系统管理
操作系统通过文件系统管理实现数据的存储和访问 。
设备驱动程序管理
操作系统通过设备驱动程序管理实现硬件设备的 控制和访问。
用户界面管理
操作系统通过用户界面管理提供友好的用户界面，方便 用户使用计算机资源。
(完整版)系统安全设计
系统安全性设计1系统安全设计原则由于在网络环境下，任何用户对任何资源包括硬件和软件资源的共享,所以必须通过制定相应的安全策略来防止非法访问者访问数据资源，对数据资源的存储以及传输进行安全性保护。
在校园一卡通在线支付系统中，参考OSI的七层协议,从网络级安全、传输级安全、系统级安全和应用级安全等几方面进行考虑，主要遵循下面的设计原则:1.1标识与确认任何用户访问系统资源,必须得到系统的身份认证以及身份标识,如用户的数据证书、用户号码、密码。
当用户信息与确认信息一致时，才能获准访问系统.在本系统中,对操作系统，数据库系统和应用系统都有相应的用户和权限的设置。
1.2授权对系统资源，包括程序、数据文件、数据库等，根据其特性定义其保护等级；对不同的用户，规定不同的访问资源权限，系统将根据用户权限,授予其不同等级的系统资源的权限.1.3日志为了保护数据资源的安全，在系统中对所保护的资源进行任何存取操作，都做相应的记录，形成日志存档，完成基本的审计功能。
1.4加密为了保护数据资源的安全，在系统中对在网络中传输的信息必须经过高强度的加密处理来保证数据的安全性。
通过整体考虑来保证网络服务的可用性、网络信息的保密性和网络信息的完整性。
2系统级安全系统级安全主要体现在物理设备的安全功能以及系统软件平台的安全设置上.2.1物理设备的安全措施在系统设备的选用上，必须对各产品的安全功能进行调查，选用。
要求对系统设备提供容错功能，如冗余电源、冗余风扇、可热插拔驱动器等。
对系统的备份方案在下节进行讨论。
采用各种网络管理软件，系统监测软件或硬件,实时监控服务器，网络设备的性能以及故障。
对发生的故障及时进行排除.2.2操作系统平台的安全管理在操作系统平台上,应进行如下设置：系统的超级用户口令应由专人负责，密码应该定期变换.建立数据库的专用用户，系统在与数据库打交道时，应使用专用用户的身份，避免使用超级用户身份.在系统的其他用户的权限设置中，应保证对数据库的数据文件不能有可写、可删除的权限。
《操作系统安全》第一章 绪论
1.1 操作系统面临的安全威胁
信息安全的发展过程
通信保密阶段 计算机安全阶段 信息安全阶段 信息安全保障阶段
操作系统安全威胁
按照安全威胁的途径来分：
不合理的授权机制 不恰当的代码执行 不恰当的主体控制 不安全的进程间通信 网络协议的安全漏洞 服务的不当配置
1.2 操作பைடு நூலகம்统安全和信息系统安全
操作系统完成以下功能
用户标识和身份鉴别 存取控制 审计
操作系统安全威胁
安全威胁的主要表现形式：
病毒 黑客攻击 蠕虫 逻辑炸弹 后门
1.2 操作系统安全和信息系统安全
操作系统的安全性在计算机信息系统的整体 安全性中具有至关重要的作用。 目标
保证自身的安全性和完整性 按安全策略对用户在系统中的操作进行存取控 制 防止用户对计算机中信息的非法存取 保证系统中信息的安全性（保密性和完整性）
操作系统安全课件
网络与通信安全
网络协议安全
保护网络通信协议的机密性、完 整性和可用性。
网络设备安全
保护网络设备不受恶意攻击和非法 访问。
网络安全审计
通过日志、监控等手段，检测和记 录网络活动，及时发现并应对安全 事件。
安全审计与日志
安全审计策略
制定合理的安全审计策略，确保 对系统安全的监控和记录。
日志管理
定期收集、分析和管理系统日志 ，以便及时发现并解决潜在的安
数据解密是一种将加密的数据还原为原始形式的过程。解密 技术必须与加密技术相匹配，才能恢复原始数据。解密技术 包括密码破解、密钥管理等。
安全协议与应用
安全协议
安全协议是一种用于保护数据传输和通信安全的规范。常见的安全协议包括 SSL/TLS、IPSec和SSH等。它们可以提供加密通信、身份验证和数据完整性等功 能。
企业如何应对操作系统安全的挑战与威胁
建立完善的安全管理制度
定期进行安全审计和检查
企业应建立完善的操作系统安全管理制度 ，规范安全管理流程，明确安全责任和义 务。
企业应定期对操作系统进行安全审计和检 查，发现潜在的安全隐患和威胁，及时进 行处理和修复。
强化员工安全意识培训
选择可信赖的操作系统供应商
企业应强化员工的安全意识培训，提高员 工对操作系统安全的重视和认识，减少人 为的安全风险。
权限管理
包括权限分配、权限撤销 、权限检查和权限变更等 。
访问控制
通过访问控制策略，对资 源的访问进行限制和保护 。
文件与目录安全
文件系统安全
保护文件和目录的完整性 、机密性和可用性。
文件访问控制
通过权限设置、文件属性 等手段，限制非法访问和 恶意修改。
操作系统安全设计课程设计
操作系统安全设计课程设计一、课程概述随着计算机技术的飞速发展，操作系统作为计算机系统中的核心扮演着至关重要的角色。
然而，随着网络犯罪的增加和信息安全的日益重视，操作系统安全问题愈发凸显。
本课程旨在介绍操作系统的安全设计理论与实践，培养学生对操作系统安全的理解和防范能力，帮助学生掌握操作系统安全的关键技术和方法。
二、教学内容和目标1.教学内容本课程的主要教学内容包括：•操作系统安全基础知识•操作系统内核安全•操作系统的存储与访问控制•操作系统安全审计•操作系统漏洞利用和防御同时，本课程将使用一些最新的操作系统安全技术案例，让学生了解实际应用和应对的综合能力。
2.教学目标本课程旨在：•培养学生对操作系统中安全风险的认识，并熟练掌握操作系统安全的基本理论和方法。
•了解操作系统威胁的特征和种类，帮助学生了解不同情况下采取相应的风险应对措施。
•培养学生对操作系统安全相关技术的实践能力，能够独立或组成团队参与操作系统安全方案的设计和实施。
三、课程安排本课程总共分为15个学时，具体课程安排如下：课程编号课程名称学时1 操作系统安全基础知识 12 操作系统内核安全 23 操作系统的存储与访问控制 34 操作系统安全审计 35 操作系统漏洞利用和防御 6四、考核方式本课程考核方式分为在线测试和实验报告两个部分。
•在线测试：对学生的知识掌握情况进行考核，该部分占总成绩的60%。
•实验报告：本课程将进行多次实验，学生需要完成实验报告，该部分占总成绩的40%。
五、参考文献•《操作系统安全基础理论与技术》•《操作系统的存储与访问控制》•《计算机安全技术及其应用》•《操作系统安全实战》六、总结操作系统安全设计是计算机系统中至关重要的一环。
本课程通过讲解操作系统安全基础理论和实践，帮助学生了解操作系统中的安全问题及其解决方案。
同时，通过实验提高学生的操作系统安全实践能力，为学生的职业发展提供更广阔的空间。
计算机操作系统设计基础知识
计算机操作系统设计基础知识计算机操作系统（Computer Operating System）是指控制和管理计算机硬件与软件资源，合理组织计算机工作流程，为用户和其他软件提供各种服务的系统软件。
操作系统是计算机系统的核心，它负责协调与管理计算机系统的各项资源，并提供各种服务，以方便用户使用计算机系统。
本文将介绍计算机操作系统设计的基础知识。
一、操作系统的定义与作用操作系统是位于硬件与应用软件之间的一层软件，它管理计算机系统的硬件资源，提供给用户和应用程序一个简单而统一的接口，使得用户可以方便地使用计算机。
操作系统的主要作用包括：1. 硬件资源管理：操作系统负责管理计算机系统的各种硬件资源，包括中央处理器（CPU）、内存、磁盘、输入输出设备等，以确保资源的合理分配和高效利用。
2. 进程和线程管理：操作系统管理计算机系统中的进程和线程，确保它们能够正确地并发执行，并提供各种进程调度算法以优化系统性能。
3. 内存管理：操作系统监控和管理计算机系统的内存，包括内存的分配与释放、内存的映射、虚拟内存技术等，以提供给应用程序一个统一的内存空间。
4. 文件系统管理：操作系统负责管理计算机系统中的文件和文件系统，包括文件的创建、读写、删除等操作，以及文件的组织、共享与保护。
5. 设备驱动程序：操作系统提供各种设备驱动程序，用于与计算机系统中的各类硬件设备进行通信和管理。
6. 用户接口：操作系统提供用户与计算机系统之间的接口，使得用户可以方便地进行各种操作，如命令行界面、图形用户界面等。
二、操作系统的基本设计原则1. 单一的用户体验：操作系统应该提供给用户一个统一而简单的接口，使得用户可以方便地使用计算机系统，而不需要关心底层硬件和系统细节。
2. 安全与可靠性：操作系统应该具有良好的安全性和可靠性，保护系统和用户的数据不被损坏或泄露，防止恶意程序对系统进行破坏。
3. 高效与优化：操作系统应该尽可能地提高系统的性能和效率，通过合理的调度算法、内存管理策略和文件系统设计等来优化系统的运行。
操作系统的安全配置课件
操作系统的安全配置
19
C2.强制访问控制
n 在强制访问控制机制下，系统中的每个客体都被赋予 了相应的安全属性，这些安全属性是不能改变的，它 由管理部门（如安全管理员）或由操作系统自动地按 照严格的规则来设置，不像访问控制表那样由用户或 他们的程序直接或间接地修改。
n 在强制访问控制机制下，当一主体访问一个客体时， 需要比较主体的安全属性和客体的安全属性，从而确 定是否允许进程对客体的访问。
操作系统的安全配置
8
A.主体和客体
n 操作系统中的每一个实体组件都必须是主体或者是客体，或者既 是主体又是客体。
n 主体是一个主动的实体，它包括用户、用户组、进程等。系统中 最基本的主体是用户，系统中的所有事件要求，几乎全是由用户 激发的。进程是系统中最活跃的实体，用户的所有事件要求都要 通过进程的运行来处理。
操作系统的安全配置
15
n 运行保护
n 进程运行的区域称为运行域。
n 一般操作系统都会包含硬件层、内核层、应用层、用户层等若 干层次，这种分层的目的是为了隔离运行域。
n 运行域可以看成一系列同心圆，内层权限最高外层权限最低， 形成等级域。
n 等级域规定每个进程都在规定的层上运行，层号越低，保护越 多。
n 安全模型则是对安全策略所表达的安全需求的简单、抽象和无 歧义的描述，它为安全策略和安全策略实现机制的关联提供了 一种框架。
n 安全模型描述了对某个安全策略需要用哪种机制来满足；而模 型的实现则描述了如何把特定的机制应用于系统中，从而实现 某一特定安全策略所需的安全保护。
操作系统的安全配置
10
C.访问监控器
n Linux是一个免费的操作系统，用户可以免费获得其源代码， 并能够随意修改。
操作系统安全
操作系统安全第一章安然轨则概述：根本概念NT的安然性UNIX的安然性一、根本概念：1、安然级别：低安然性：在一个安然的地位，没有保存扫描病毒敏感信息中等安然性：保存"大众,"数据，须要被多人使设置权限，激活审核，实现账号策略用高安然性：位于高风险的地位，保存有敏感最小化操作体系的功能，最大年夜化安然机制信息2、安然机制：具体的安然机制：环绕机制：在过程或体系之间加密数据签名机制：抗狡赖性和抗修改性填充机制：增长数据捕获的难度拜访控制机制：确保授权的合法性数据同一性机制：确保数据的次序发送广泛的安然性机制：安然标记：经由过程指出数据的安然性级别来限制对数据的拜访信赖机制：供给了敏感信息的传输门路审核：供给了监控办法安然恢复：当出现安然性事宜的时刻采取的一组规矩3、安然治理：体系安然治理：治理计算机情况的安然性，包含定义策略，选择安然性机制，负责审核和恢复过程安然办事治理：安然机制治理：实现具体的安然技巧二、NT的安然性：当一个体系刚安装好的时刻，处于一个最不安然的情况1、NT 的安然性组件：随机拜访控制：许可对象的所有人制订别人的拜访权限对象的反复应用：强迫上岸：审核：经由过程对象来控制对资本的拜访对象：将资本和响应的拜访控制机制封装在一路，称之为对象，体系经由过程调用对象来供给给用对资本的拜访，禁止对资本进行直接读取包含：文件（夹），打印机，I/O 设备，视窗，线程，过程，内存安然组件：安然标识符：SID ，可变长度的号码，用于在体系中独一标示对象，在对象创建时由体系分派，包含域的SID 和RID 。
创建时根据计算机明、体系时光、过程所消费CPU 的时光进行创建。
S-1-5-<domain >-500 Administrator A user account for the systemadministrator. This account is thefirst account created during operatingsystem installation. The accountcannot be deleted or locked out. It isa member of the Administrators groupand cannot be removed from that group.S-1-5-<domain >-501 GuestA user account for people who do nothave individual accounts. This useraccount does not require a password. Bydefault, the Guest account isdisabled. S-1-5-32-544 Administrators A built-in group. After the initial installation of the operating system, the only member of the group is the Administrator account. When a computer joins a domain, the Domain Admins group is added to the Administrators group. When a server becomes a domain controller, the Enterprise Adminsgroup also is added to theAdministrators group.The Administrators group has built-incapabilties that give its members fullcontrol over the system. The group isthe default owner of any object that iscreated by a member of the group.S-1-5-32-545Users A built-in group. After the initialinstallation of the operating system,the only member is the AuthenticatedUsers group. When a computer joins adomain, the Domain Users group is addedto the Users group on the computer.Users can perform tasks such as runningapplications, using local and networkprinters, shutting down the computer,and locking the computer. Users caninstall applications that only theyare allowed to use if the installationprogram of the application supportsper-user installation.实验：不雅察用户的SID拜访控制令牌：包含创建：仅在用户登录的时刻，刷新感化：拜访资本的凭证安然描述符：每一个对象都具有，包含对象的SID，组的SID，随机拜访控制列表和体系拜访控制列表拜访控制列表：进行拜访控制和审核的方法，由一系列ACE构成DACL：控制资本的拜访类型和深度SACL：控制对资本的审核ACLACE：表示一个用户对此资本的拜访权限，拒绝优先于许可拜访过程：安然子体系：Figure 6.1 Windows NT Security Components重要组件：LSASAM：存储用户暗码Netlogon：在验证的两边之间建立安然通道三、UNIX安然性：1、病毒进击：2、缓存区溢出：crond, wu-ftp, sendmail3、/etc/passwd和/etc/shadow文件的安然4、non-root user access to sensitive commands: poweroff, reboot, haltPluggable authentication modules: PAMs, create additional authentication parameters without affecting existing authentication systemsPAM directory: /etc/pam.d/ determine what must occur before a user can logged in/etc/security/ set limits concerning users and daemons once theyhave logged onto the system/lib/security/ the actual location of the PAM modules PAM entry format:Module type flags path argsModule type: determine authentication typeFlags: determine module type priorityPath: determine module location in the systemArgs: optional, customize PAM behavior/etc/security directory:access.conf: determines who can access the machine and from wheregroup.conf: determines which group can logintime.conf: set logon time limitslimits.conf: set limits based upon percentage of processor usage or number of processes a user can run simultaneously第二章账号安然性概述：账号安然性概述NT账号的安然性UNIX账号的安然性一、账号安然性：归根结底是保护暗码的安然性1、强力暗码：包含大年夜小写，数字和特别字符，不包含用户名和小我信息2、付与最低的权限和及时清理无用的账号二、NT账号的安然性1、按期检查账号数据库，控制账号的变更；同时按期不雅察体系的的调剂义务2、应用账号策略来强化暗码的安然性：在2000中账号策略必须在域的级别来进行设置暗码策略账号锁定策略Kerberos策略差别：2000最多支撑127位暗码，NT最多14位，在存储暗码时以7位为单位，所以选择暗码时应为7的整数倍NT缺省不禁用治理员账户，2000可以长途禁用在设置账号锁准时，要推敲会产生拒绝办事的进击3、激活暗码复杂性须要4、重定名治理员账户5、限制治理员登录的工作站6、限制账户的登录时光7、应用SYSKEY加强对SAM的安然防护三、UNIX账号的安然性1、暗码文件：/etc/passwd：everyone can read, but only root can own it and change it/etc/shadow：only root can read and write it2、账号策略：3、限制登录：Solaris: /etc/default/login console = /dev/consoleLinux: /etc/security list the device name where root can loginLog: /etc/default/su can include sulog = /var/adm/sulog4、限制shell:应用rksh来限制用户所可以或许完成的工作限制输入输出的重定向检查路径限制更改路径限制更改情况变量5、监督账户：wtmp6、检查路径参数：Windows 2000: looks in current directory for applicationlooks at path statementUnix: only looks at path statementDo not set the current directory in the first place of the PATHDo not allow write permission for normal users about directory inPATH of root7、应用体系级其余日记syslogd: 应用/etc/syslog.conf进行设备inetd: 应用-t选项激活日记功能，可以记录响应办事的运行情况第三章文件体系安然性概述：windows文件安然性Linux文件安然性一、windows 文件体系安然：1、所支撑的文件体系：FAT16, FAT32, NTFS4.0, NTFS5.0, CDFS2、NTFS权限：标准的权限权限单位权限的持续：ACL列表的拷贝权限的迁徙：移动和拷贝磁盘的分区：体系，法度榜样和数据留意：erveryone和authenticated users的差别缺省，新建的文件权限为everyone full control新添加用户的权限位read only3、EFS:感化：应用公钥技巧，对磁盘上存储的静态数据进行加密保护的办法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
13
1.1 操作系统面临的安全威胁
操作系统在整个安全系统中的地位 操作系统是什么？ 操作系统管什么？ 操作系统有何用？
2016/3/2
14
1பைடு நூலகம்1 操作系统面临的安全威胁
用户程序 库管理程序 编辑程序 诊断程序 编译程序 解释程序 装配程序
操作系统
裸机
操作系统安全是整个系统安全的基础 任何想象中的、脱离操作系统的应用软件的高安全性， 就如同幻想在沙滩上建立坚不可摧的堡垒一样，毫无根 基可言。 没有安全的操作系统支持，网络安全也毫无根基可言。
21
1.1 操作系统安全的实例
2016/3/2
22
1.2操作系统安全是信息系统安全的基础
安全目标： 机密性、完整性、可用性
计 算 机 系 统 安 全
2016/3/2
应用安全 网 数据安全 络 安 操作系统安全 全
技术层
防火墙、入侵检测、防水墙、计算 机病毒、可信计算等 身份认证、访问控制、安全协议等 密码学
1988 年，AT&T Bell 实验室的。System V/MLS； 1989年，加拿大多伦多大学的安全TUNIS；
1990 年，TRW 公司的ASOS 系统；
1991年，UNIX国际组织的UNIX SVR4.1ES，符合B2级；
2016/3/2 32
安全操作系统的发展（续）
1991年，英、德、法、荷四国制定了信息技术安全评定 标准ITSEC； 1992～93年，美国国家安全局NSA和安全计算公司SCC 设计实现了分布式可信Mach操作系统DTMach；
物理安全
物理层：受灾、环境、电源、电磁辐射等
管 理 层 ： 法 律 、 法 规
23
构建整个系统的安全
Performance
Functionality
100% secure
Harris：Find the balanced solution between price, function,and performance
/crypto-gram.html Ross Anderson Security Engineering /users/rja14/book.html
2016/3/2
3
课程要求
课程形式 课堂教学，大作业、实验 成绩评定 总评成绩=结课成绩60%+考勤成绩10%+实验成 绩15%+大作业15%
1986 ，IBM 公司的V.D. Gligor 等设计了基于SCO Xenix 的安全Xenix 系统，基于安全注意键（secure attention key，SAK）实现了可信通路（Trusted path）。
2016/3/2
31
安全操作系统的发展（续）
1987年美国Trusted Information Systems公司开发了B3级的 Tmach(Trusted Mach)；
2016/3/2
计算机系统安全原理与技术
6
作业要求
大作业
2016/3/2
计算机系统安全原理与技术
7
基本目的
理解掌握操作系统中的安全问题及安全性 掌握操作系统安全的基本概念 掌握操作系统安全机制、安全模型、安全体系结构 了解安全操作系统的设计原则 根据操作系统安全目标能设计并评价安全操作系统
1.1 操作系统面临的安全威胁
逻辑炸弹 计算机病毒 1）入侵者要写一段程序进行非法操作，程 蠕虫 序的行为方式不会引起用户的怀疑。 2）必须设计出某种策略诱使受骗者接受这 嵌在操作系统里的一段非法代码， 段程序。 渗透者利用该代码提供的方法侵 3）必须使受骗者运行该程序。 内部、外部泄密 一段计算机程序，表面上在执行合法 入操作系统而不受检查。天窗只 4）入侵者必须通过某种手段回收由特洛伊 功能，实际上却完成了用户不曾意料 操作系统 能利用操作系统的缺陷或者混入 木马发作为他带来的实际利益。 不受安全策略控制的、违反安 到的非法功能 系统的开发队伍中进行安装。因 全策略的信息泄露路径。 此，开发安全操作系统的常规技
1993年，美国国防部推出的新的安全体系结构DGSA； 其他：92 年访问控制程序（ACP）和93 年看守员 （custodian）两种范型思想；
2016/3/2
11
第四部分 趋势篇
第十章可信计算技术 第十一章系统虚拟化技术 第十二章操作系统进展及其安全实践
2016/3/2
12
第一章引言
1.1操作系统面临的安全威胁与安全需求
1.2操作系统安全是信息系统安全的基础
1.3国内外安全操作系统发展历史与现状 1.4计算机系统安全等级划分与评测标准 （信息安全工程与管理中讲） 1.5相关术语
2016/3/2 26
安全操作系统的发展（续）
同年，B.W. Lampson 通过形式化表示方法运用主体（subject）、客体 （object）和访问矩阵（access matrix）的思想第一次对访问控制问题进行 了抽象。 1970 年，W.H. Ware 对多渠道访问的资源共享的计算机系统引起的安全问 题进行了研究，提出了多级安全系统和need-to-know原则的实现
2016/3/2
2
参考文献
卿斯汉等 . 操作系统安全（第2版）. 清华大学出版社. 林果园等. 操作系统安全. 北京邮电大学出版社. 2010 贾春福 郑鹏 操作系统安全 武汉大学出版社 2006 2011
沈晴霓 卿斯汉等 操作系统安全设计 机械工业 出版社 2013
Trent Jaeger Operating System Security MORGAN & CLAYPOOL PUBLISHERS Bruce Schneier Secrets & Lies and Beyond Fear Crypto-gram newsletter
2016/3/2
27
安全操作系统的发展（续）
1972年，J.P. Anderson提出了参照监视器（reference monitor）、访问验 证机制（reference validation mechanism）、安全内核（security kernel） 和安全建模（modeling）等重要思想。 1973 年，B.W. Lampson 提出了隐通道（covert channel）；同年，D.E. Bell 和L.J. LaPadula 提出了简称BLP 模型。
2016/3/2
28
安全操作系统的发展（续）
1975 年，J.H. Saltzer 和M.D. Schroeder 以保护机制的体系结构为中心， 重点考察了权能（capability）实现结构和访问控制表（access control list） 实现结构，给出了信息保护机制的八条设计原则。 1976 年，M.A. Harrison、W.L. Ruzzo 和J.D. Ullman 提出了操作系统保护 的第一个基本理论——HRU 理论。
2016/3/2
29
安全操作系统的发展（续）
1967-1979年典型的安全操作系统研究有： Multics Mitre 安全核 KSOS（Kernelized Secure Operating System）采用了形式化说明与验 证的方法，目标是高安全可信性。 UCLA 数据安全Unix PSOS等采用了层次式开发方法，通过形式化技术实现对安全操作系统 的描述和验证，设计中的每一个层次管理一个特定类型的对象，系统中 的每一个对象通过该对象的权能表示进行访问。 这段时期可称为奠基时期。
2016/3/2 30
安全操作系统的发展（续）
1983 年，美国国防部颁布了历史上第一个计算机安全评 价标准TCSEC橙皮书（Trusted Computer System Evaluation Criteria)。 1984 年，AXIOM 技术公司的S. Kramer开发了基于Unix 的实验型安全操作系统LINUS IV ，达到B2级；
2016/3/2
8
第一部分 基础篇
第一章 引言 第二章 基本概念 第三章 操作系统基本安全机制 第四章 通用操作系统安全机制
2016/3/2
9
第二部分 理论篇
第五章 安全策略与安全模型 第六章 安全体系结构 第七章 安全保障技术
2016/3/2
10
第三部分 实践篇
第八章 安全操作系统设计与实现技术 第九章 安全操作系统的应用
2016/3/2
15
操作系统的种类分布
2016/3/2
16
1.1 操作系统面临的安全威胁
控制 广播 工业 通讯
因特网 因特网
信息对抗的威胁在增加
电力
交通 医疗
金融
网络对国民经济的影响在加强
2016/3/2
17
1.1 操作系统面临的安全威胁
信息窃取
信息篡改
信息抵赖
信息冒充
2016/3/2
18
触发方式：计数器触发器、时间触发器、 复制触发器（当病毒复制数量达到某个设 定值时激活）、磁盘空间触发器、视频模 逻辑炸弹指附着在某些合法程序上的恶意 在计算机程序中插入的破坏计算机功 式触发器（当视频处于某个设定模式或从 代码，其通常处于潜伏状态，但在特定的 能或者破坏数据，影响计算机使用并 设定模式改变时激活）、基本输入输出系 逻辑条件满足的情况下会激活和执行，对 具有隐蔽性、传染性、潜伏性、破坏性等特点 且能够自我复制的一组计算机指令或 统（ BIOS）触发器、只读内存（ROM） 系统功能造成严重破坏。 者程序代码 触发器、键盘触发器、反病毒触发器等
2016/3/2
20
1.1 操作系统面临的安全需求