操作系统安全机制
操作系统的安全
操作系统安全的基本原则
最小权限原则
每个程序和用户应只拥有完成其任 务所必需的最小权限。
完整性原则
确保数据和程序的完整性，防止未 经授权的修改或删除。
审计与监控原则
对系统资源进行实时审计和监控， 以便及时发现并应对安全威胁。
加密原则
对敏感数据进行加密存储，保证即 使在数据传输过程中被截获，攻击 者也无法读取其内容。
及时更新系统和应用软件，并定期进行补丁管理，可以有效修复系统
漏洞，提高系统安全性。
Linux操作系统的安全应用
访问控制
Linux操作系统支持多种访问控制机制，如SELinux、AppArmor 等，可以限制用户和进程的权限，提高系统安全性。
防火墙与入侵检测系统
Linux防火墙和入侵检测系统可以有效监控网络流量，发现并阻 止恶意攻击。
操作系统的安全
2023-10-28
目录
• 操作系统安全概述 • 操作系统安全机制 • 操作系统安全防护技术 • 操作系统安全应用案例 • 总结与展望
01
操作系统安全概述
定义与重要性
定义
操作系统安全是确保操作系统稳定、可靠和可控的过程，包 括保护系统资源、控制用户和进程的访问权限，以及防范各 种安全威胁。
智能监控与响应
通过智能监控和响应技术，实时检测并处理操 作系统中的安全事件，提高响应速度和准确性 。
提升操作系统安全的建议与策略
安全配置管理
对操作系统进行安全配置管理，确保系统的配置参数符合安全 标准，降低潜在的安全风险。
定期更新补丁
及时获取并应用操作系统的更新补丁，修复已知的漏洞和缺陷， 提高系统的安全性。
恶意软件的攻击。
安全教育
03
操作系统安全机制
01
权限管理
根据用户的角色和职责，分配相应的访问权限，确保用户只能访问其所需资源。
02
最小权限原则
遵循最小权限原则，只赋予用户完成工作所需的最小权限，降低潜在的安全风险。
强制访问控制策略
实施强制访问控制策略，对所有资源进行安全标记和分类，确保用户只能访问相应等级的资源。
安全审计
定期进行安全审计，检查和评估访问控制策略的执行情况，及时发现和纠正违规行为。
02
CHAPTER
身份与访问控制
通过用户名和密码进行身份验证，确保用户身份的合法性。
用户名和密码验证
结合多种认证方式，如动态令牌、指纹识别、面部识别等，提高身份验证的安全性。
多因素认证
通过统一的身份认证系统，实现多个应用系统的单点登录，减少重复验证的繁琐。
单点登录
03
权限分离
通过权限分离原则，将敏感权限分散到不同用户，降低权限滥用的风险。
安全漏洞与防范
由于缓冲区溢出导致的安全漏洞，攻击者可利用该漏洞执行恶意代码或获取系统权限。
缓冲区溢出漏洞
攻击者通过注入恶意代码到应用程序中，实现对系统的非法访问和操作。
注入漏洞
攻击者在网页中注入恶意脚本，当用户访问该网页时，脚本会执行并窃取用户信息。
跨站脚本攻击（XSS）漏洞
攻击者利用伪造的请求，欺骗用户在无意识的情况下执行恶意操作。
跨站请求伪造（CSRF）漏洞
安全漏洞监测与发现
通过安全漏洞扫描工具和监控系统，及时发现安全漏洞的存在。
漏洞评估与优先级排序
对发现的安全漏洞进行评估，并根据严重程度进行优先级排序。
安全漏洞应急响应计划
制定详细的安全漏洞应急响应计划，明确响应流程、责任人和时间要求。
安全操作系统中的功能隔离机制
安全操作系统中的功能隔离机制在当今科技技术发展日新月异的时代背景下，各类信息系统的安全性面临着前所未有的严峻挑战。
针对系统安全性中出现的各类非法入侵、拒绝服务、信息泄露以及其他安全问题，需要专家们集思广益，设计出一套比较完善的安全系统，加以保护。
功能隔离机制是安全操作系统中应用最为广泛的一种安全保护机制。
本文将就功能隔离机制的基本原理以及功能隔离机制在安全操作系统中的具体应用作一深入探讨，以期对此机制有更深入的认识，为安全操作系统的开发提供技术支持。
一、功能隔离机制的基本原理功能隔离机制是安全操作系统中重要的安全保护机制之一，主要用于分离不同操作系统资源，防止一个操作系统被恶意的攻击程序所损坏，从而损害其他资源的完整性和安全性。
功能隔离机制的基本原理即把操作系统的不同部分进行分离，以保护不同部分间不发生非法交互，从而保证系统的正常运行。
一般情况下，功能隔离机制采用信息隔离的方式，如文件存储隔离机制、代码隔离机制，这些隔离机制都是基于安全操作系统中的沙箱机制，即将系统中不同的安全级别之间的资源和功能分隔开来，从而保护系统的安全性。
二、功能隔离机制的具体应用1、隔离机制的具体实现功能隔离机制的具体实现方式一般可以分为硬件隔离机制、软件隔离机制两种。
其中硬件隔离的机制一般采用物理隔离的方式，如将不同的服务器分别放在不同的服务器室内，通过密码锁和其他安全设施对服务器资源进行保护，以保证服务器资源的安全；而软件隔离机制则是基于操作系统中的沙箱机制，基于沙箱机制可以实现用户账户管理、进程分离和内存安全防护等等，从而保证系统的安全性。
2、隔离机制在安全操作系统中的具体应用功能隔离机制对安全操作系统的安全性有着重要的意义，在安全操作系统中，采用功能隔离机制可以提高系统的安全性，防止被恶意程序所破坏。
例如，采用多用户模式，可以将不同账户之间的资源进行隔离，从而防止不同账户之间的资源被恶意程序所侵害；另外，还可以采用进程隔离机制，将不同的进程之间进行分离，从而防止某种恶意的进程对其他进程的影响，增强系统的稳定性和安全性；此外，还可以采用内存隔离机制，将不同进程之间的内存空间进行分离，从而有效防止某个进程对其他进程的内存访问，进而有效的确保系统的安全性。
操作系统的安全机制
将存取矩阵按行存放，对每个域都赋予一张在该域 内可能访问的对象表以及每个对象允许进行的操作，这样 的表就称为访问权限表(Capabilities),表中的每一项叫 做权限。
1.4 密码技术
密码技术就是采用数据变换的方法实现 对信息的保密，它是网络操作系统中普遍采 用的安全技术。
密码技术的模型基本上由以下四部分构成： (1) 明文:需要被加密的文本，称为明文P。 (2) 密文:加密后的文本，称为密文Y。 (3) 加密: 解密算法E、D：用于实现从明文到密文， 或从密文到明文的转换公式、规则或程序。 (4) 密钥K:密钥是加密和解密算法中的关键参数。 加密过程可描述为：明文P在发送方经加密算法E变 成密文Y。接收方通过密钥K，将密文转换为明文P。
① 在网中每个端系统的两个节点间产生一对密钥，用来实现对它 们间传送的消息加密、解密。
② 每个端系统都将加密密钥公开，解密密钥设为接收方私有。 ③ 如果A要向B发送消息，A就用B的公开密钥加密消息。 ④ 当B收到消息时，就用其私有密钥解密。由于私有密钥只有B 自己拥有，因此,没有其他接收者可以解密出密文。问题，所有人都 可以访问公开密钥，私有密钥在本地产生，不需 分配。只要系统控制其私有密钥，就可以保证输 入通信的安全性。系统可以随时变更私有密钥即 与之配套的公开密钥。 与传统加密相比，公开密钥加密的一个主要缺点 是算法比较复杂。因此，在硬件的规模和耗费相 当时，公开密钥加密的效率较低。
操作系统
操作系统的安全机制
操作系统安全机制的功能是防止非法用户登录 计算机系统，同时还要防止合法用户非法使用计算 机系统资源，以及加密在网络上传输的信息，防止 外来的恶意攻击。简而言之，就是要防止对计算机 系统本地资源及网络资源的非法访问。
操作系统安全复习重点
第一章：绪论1 操作系统是最基本的系统软件，是计算机用户和计算机硬件之间的接口程序模块，是计算机系统的核心控制软件，其功能简单描述就是控制和管理计算机系统内部各种资源，有效组织各种程序高效运行，从而为用户提供良好的、可扩展的系统操作环境，达到使用方便、资源分配合理、安全可靠的目的。
2 操作系统地安全是计算机网络信息系统安全的基础。
3 信息系统安全定义为：确保以电磁信号为主要形式的，在计算机网络化(开放互联)系统中进行自动通信、处理和利用的信息内容，在各个物理位置、逻辑区域、存储和传输介质中，处于动态和静态过程中的机密性（保密性）、完整性、可用性、可审查性和抗抵赖性，与人、网络、环境有关的技术安全、结构安全和管理安全的总和。
4 操作系统面临的安全威胁可分为保密性威胁、完整性威胁和可用性威胁。
5 信息的保密性：指信息的隐藏，目的是对非授权的用户不可见。
保密性也指保护数据的存在性，存在性有时比数据本身更能暴露信息。
6 操作系统受到的保密性威胁：嗅探，木马和后门。
7 嗅探就是对信息的非法拦截，它是某一种形式的信息泄露.网卡构造了硬件的“过滤器“通过识别MAC地址过滤掉和自己无关的信息，嗅探程序只需关闭这个过滤器，将网卡设置为“混杂模式“就可以进行嗅探。
8 在正常的情况下，一个网络接口应该只响应这样的两种数据帧：1.与自己硬件地址相匹配的数据帧。
2.发向所有机器的广播数据帧。
9 网卡一般有四种接收模式：广播方式，组播方式，直接方式，混杂模式。
10 嗅探器可能造成的危害：•嗅探器能够捕获口令；•能够捕获专用的或者机密的信息；•可以用来危害网络邻居的安全，或者用来获取更高级别的访问权限；•分析网络结构，进行网络渗透。
11 大多数特洛伊木马包括客户端和服务器端两个部分。
不管特洛伊木马的服务器和客户程序如何建立联系，有一点是不变的，攻击者总是利用客户程序向服务器程序发送命令，达到操控用户机器的目的。
12 木马的作用是赤裸裸的偷偷监视别人和盗窃别人密码,数据等,达到偷窥别人隐私和得到经济利益的目的.13 后门：绕过安全性控制而获取对程序或系统访问权的方法。
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。
麒麟操作系统的安全等级是
麒麟操作系统的安全等级是
麒麟操作系统：安全性提升至新高度。
麒麟操作系统的安全等级：
首先，麒麟操作系统是一个十分可靠的操作系统，其安全等级非常高，因此深受广大用户的青睐和喜爱。
麒麟操作系统的安全等级主要按以
下几种方式进行评估和检测：
一、硬件安全
1. 支持多种芯片及其安全：麒麟操作系统支持多种芯片，从容器式存
储芯片，到嵌入式芯片，再到主板式系统，多层次的安全模式保证系
统和用户之间的安全保障及数据安全。
2. 加密技术：麒麟操作系统在安全方面，不仅采用了硬件安全技术，
而且拥有加密技术，包括加密算法、数字签名、数据加密，等不同方
式保障保存在用户计算机上的数据安全。
二、软件安全
1. 安全机制：作为操作系统的安全机制，麒麟操作系统拥有安全认证
机制，可以自动识别目标设备的身份，从而保证访问授权的安全性。
此外，采用16层的安全架构，使用户提供了可靠的安全保护和支付处理。
2. 可靠机制：麒麟操作系统使用可靠机制，在操作系统内部运行时监
控和保护运行中的程序，从而避免误操作和恶意攻击造成的安全困扰。
三、应用安全
1. 网络安全：麒麟操作系统提供了一套基于网络的安全技术，可以防
止未经授权的访问和攻击，保护系统和数据的安全性。
2. 应用安全：麒麟操作系统可以检测病毒和恶意软件，并提供应用程
序安装批准，来为用户的应用安全提供更全面的保障。
总之，麒麟操作系统的安全等级非常高，从硬件、软件到应用层面全
面落实安全技术，确保了操作系统及其使用者的信息和数据安全。
操作系统安全机制
别协议的支持，保护本地数据的EFS和使用IPSec
来支持公共网络上的安全通讯等。
-11-
第9章 操作系统安全
9.2.2 活动目录服务 活动目录是一种包含服务功能的目录，它可 以做到“由此及彼”的联想、映射。如找到了一 个用户名，可以联想到该用户的账号等，提高了 系统资源的利用效率。 活动目录包括目录和与目录相关的服务两个 部分。 目录是存储各种对象的一个物理容器，与 Windows9X中的“目录”和“文件夹”没有本质 区别，仅仅是一个对象。
-8-
第9章 操作系统安全
3．监控和审计日志能力 从技术管理的角度考虑，可以从监控和审计 日志两个方面提高系统的安全性。 （1）监控（monitoring） 监控可以检测和发现可能违反系统安全的活 动。例如，在分时系统中，记录一个用户登录时 输入的不正确口令的次数，当超过一定的数量时， 就表示有人在猜测口令，可能就是非法的用户。
-27-
第9章 操作系统安全
13．禁用Guest账号 Guest帐户，即所谓的来宾帐户，它可以访问 计算机，虽然受到限制，但也为为黑客入侵打开 了方便之门，如果不需要用到Guest帐户，最好禁 用它。 14．清除转储文件和交换文件 转储文件（Dump File）是在系统崩溃和蓝屏 时，会把内存中的数据保存到转储文件，以帮助 人们分析系统遇到的问题，但对一般用户来说是 没有用的。另一方面，转储文件可能泄漏许多敏 感数据。交换文件（即页面文件）也存在同样问 题。
-1-
第9章 操作系统安全
9.1 操作系统的安全性
9.1.1操作系统安全功能 一个安全的操作系统应该具有以下的功能： 1．有选择的访问控制 对计算机的访问可以通过用户名和密码组合及 物理限制来控制；对目录或文件级的访问则可以由 用户和组策略来控制。 2．内存管理与对象重用 系统中的内存管理器必须能够隔离每个不同进 程所使用的内存。在进程终止且内存将被重用之前， 必须在再次访问它之前，将其中的内容清空。
操作系统安全问题、安全概念及安全机制
2.2 操作系统安全概念
2.2.1 软件可信分类 2.2.2 标识、鉴别与可信通路 2.2.3 访问控制机制 2.2.4 最小特权管理机制 2.2.5 安全审计
2018年12月1日星期六 北京交通大学计算ห้องสมุดไป่ตู้学院 翟高寿 19
软件可信分类
可信软件
软件保证能安全运行，但系统安全仍依赖于对软件 的无错操作——人的因素无法回避 软件并不确保安全运行，但由于使用了特权或对敏 感信息的访问权，因而必须确信它不会有意地违反 安全规则；良性软件的错误被视为偶然性的，且这 类错误不会影响系统的安全 软件来源不明。从安全的角度出发，该软件必须被 视为恶意的，即认为即将对系统进行破坏
2 操作系统安全问题、 安全概念及安全机制
2.1 操作系统安全问题 2.2 操作系统安全概念 2.3 UNIX/Linux安全机制 2.4 Windows安全机制 2.5 安全操作系统发展历程
2018年12月1日星期六 北京交通大学计算机学院 翟高寿 1
操作系统安全问题
安全配置管理问题
口令、特权用户、远程访问
北京交通大学计算机学院 翟高寿
良性软件
恶意软件
2018年12月1日星期六
20
安全内核、安全周界和客体重用
安全内核
系统中与安全实现相关的部分，包括引用验证机制、 访问控制机制和授权管理机制等。 包围着用于处理敏感信息设施的空间，其处于有效 的物理和技术控制之下，并可防止未授权进入或敏 感信息泄漏
北京交通大学计算机学院 翟高寿 3
2018年12月1日星期六
基于堆栈溢出的攻击机理
通过往程序缓冲区写入超出其长度的内 容，造成缓冲区的溢出，从而破坏程序 的堆栈，造成程序崩溃或使程序转而执 行其它指令，以达到攻击的目的。譬如， 入侵者可以利用堆栈溢出，通过改变函 数调用返回地址，从而在函数返回时让 其跳转到特定地址，或者使程序崩溃导 致拒绝服务，或者控制跳转执行恶意代 码，或者盗取提升权限、为所欲为。
操作系统安全隔离机制ptrace
操作系统安全隔离机制ptrace
硬件隔离技术：
专用安全硬件模块，提供相对安全的硬件隔离环境，利用硬件实施访问控制。
一般由处理器或与主处理器连接的专用设备提供。
MMU通过虚拟地址，实现进程隔离。
IOMMUs，IO Memory Management Uints，转换设备DMA地址到物理地址，实现隔离设备驱动，限制硬件对虚拟机的直接访问。
DMA，Direct Memory Access，DMA传输将数据从一个地址空间复制到另一个地址空间，比如将外部内存的区块移动到芯片内部更快的内存区。
主流的硬件隔离：在SoC内部或者外部设计一个专门的硬件安全模块。
软件隔离技术：
在软件层构建一个可信的隔离运行环境，从而限制恶意代码的扩散或将可信软件或敏感数据保护在该隔离环境中。
虚拟化技术：
基于瘦特权软件层的隔离技术。
抽象一个虚拟的软件或硬件接口。
来保证其上的软件模块能运行在一个虚拟出来的环境上。
实质是再现了整个物理服务器作为一个虚拟机来运行一个应用，
并由虚拟化监控程序来抽象服务器资源和分配资源给虚拟机（VM）。
但是监控程序执行抽象的开销会造成一定程度的性能损耗。
硬件虚拟化。
OS虚拟化。
应用程序虚拟化。
OSS-04_操作系统安全机制_02
第四章操作系统安全机制董理君计算机学院信息安全系LOGO基本概念4.1.1 安全功能与安全保证安全功能：操作系统所实现的安全策略和安全机制符合评价准则的哪级功能要求安全保证：通过一定的方法保证操作系统提供的安全功能确实达到了确定的功能要求4.1.2 可信软件与不可信软件可信软件:能安全运行，但是系统安全依赖于对软件的无错操作良性软件:不确保安全运行，但是不会有意违反规则，即使偶然发生错误也不会影响系统的正常运行恶意软件:软件来源不明，认为有可能对系统进行破坏4.1.3 主体与客体最原始的主体是用户最终的客体是数据最终的安全机制就是用户和数据之间的安全关系基本概念4.2.1 操作系统安全机制所关注的问题物理上分离时间上分离逻辑上分离密码上分离4.2.2 操作系统的安全目标标识系统中的用户并进行身份鉴别依据安全策略对用户进行访问控制监督系统运行的安全性保证系统自身的安全性和完整性具体的实施包括硬件安全机制、标识与鉴别、访问控制、最小特权管理、可信通路、隐蔽通道和安全审计等基本概念硬件安全机制目标：保证其自身的可靠性和为系统提供基本安全。
两种基本的安全机制：存储保护和运行保护4.3.1 存储保护目的：有效利用存储空间，防止用户程序对OS的影响，对并发的进程存储区实行相互隔离存储保护是安全操作系统最基本的要求 保护单元越小，则存储保护精度越高存储保护虚地址空间在进程地址空间中，以虚地址进行管理，在实际调度时，映射到物理地址段虚地址空间一般分成两个段：用户段和系统段，实现隔离内存管理的访问控制基于描述符的地址解释机制在地址解释时，系统给进程分配地址描述符，指明该进程以段为基本单位对内存的具体访问控制信息，包括WRX(WRE)三种访问方式4.3.2 运行保护运行域是基于保护环的分层等级式结构，内层环特权高，外层环特权低内层环不被外层环侵入，并能够有效控制和利用外层环将操作系统划分为多层次，相互隔离，安全性高4.3.3 可信硬件可信硬件基于独立CPU和存储器的芯片，能保证其独立性和安全性。
Android操作系统的安全机制
Android操作系统的平安机制Android操作系统的平安机制Android是一个开的挪动平台操作系统，占据中国智能手机80%市场份额，主要用于便携式设备。
作为一个运行于实际应用环境中的终端操作系统，Android操作系统在其体系构造设计和功能模块设计上就将系统的平安性考虑之中。
与此同时，它又改造开发了原有的Linux系统内核和Java虚拟机。
在这种前提下，Android操作系统在利用系统平安机制方面就会与原系统平安机制的设计目的有所不同。
由于Android 平台的开放和脆弱性，开发其上的隐私保护系统显得非常重要，其面临的平安威胁在所有手机操作系统中也是最大的。
1 Android 平安机制Android的平安机制是在Linux平安机制根底上的开展和创新，是传统的Linux平安机制和Android特有的平安机制的共同开展。
Android平安机制中的主要出发点是，在默认的情况下，应用程序任何可以给用户、系统或者其他应用程序带来负面影响的操作是不可以执行的。
Android是一个支持多任务的系统，其平安机制依托于数字签名和权限，系统中的应用程序之间一般是不可以互相访问的，每一个应用程序都有独立的进程空间。
1.1用户IDAndroid系统是基于Linux内核的，对应用程序文件和系统文件的访问都要遵循Linux的答应机制，并将这种机制用于管理应用程序。
在Android应用程序安装成功后，系统就为其指定了一个唯一的用户名，对应着系统中唯一的UID，每个用户可以属于一个或者多个组。
假如在应用程序执行期间有越轨或超越权限操作的行为时，用户将会得到Android 的警告信息。
1.2应用程序数字签名数字签名是过某种密码运算生成一系列符号及代码组成电子密码进展签名，来代替书写签名或印章。
签名的'主要作用是身份认证、完好性验证和建立信任关系。
Android系统不会安装没有进展签名的应用程序，所有应用程序进展签名认证是必须的，但签名认证是第三方证书认证机构可以不参与的。
操作系统的安全机制
操作系统的安全机制主要包括以下几个方面：
1. 身份验证机制：用于确认用户身份，并确保只有经过授权的用户才能访问系统资源。
2. 访问控制机制：用于限制用户对系统的访问权限，确保系统资源只能被授权用户访问和使用。
3. 数据加密机制：用于保护敏感数据不被未经授权的第三方获取和篡改。
4. 安全日志机制：用于记录系统安全事件，以便进行安全审计和故障排除。
5. 防火墙机制：用于限制网络访问，防止未经授权的网络访问和攻击。
6. 漏洞扫描和修补机制：用于定期扫描系统漏洞，并及时修补漏洞，提高系统安全性。
7. 安全策略和规则制定机制：用于制定和实施安全策略和规则，以确保系统整体安全性。
第5章操作系统的安全机制
5．4 常见服务的安全机制 常见服务的安全机制主要有：加密机制、访
问控制机制、数据完整性机制、数字签名机制、交换 鉴别机制、公证机制、流量填充机制和路由控制机制。 5．4．1 加密机制
加密是提供信息保密的核心方法。按照密钥 的类型不同，加密算法可分为对称密钥算法和非对称 密钥算法两种。按照密码体制的不同，又可以分为序 列密码算法和分组密码算法两种。加密算法除了提供 信息的保密性之外，它和其他技术结合(例如 hash 函 数)还能提供信息的完整性。
要手段，并在出现违反安全的事件时提供证据。 5.2.4 IP 安全策略机制 Internet协议安全性fIPSec)是一种开放标准的框 架结构，通过使用加密的安全服务以确保在lP网络上进 行保 密而安全的 通讯。作为 网络操作系 统的 Windows 2003，在分析它的安全机制时，也应该考虑到IP安全策 略机制．一个IPSee安全策略由IP筛选器和筛选器操作两 部分构成。其中IP筛选器决定哪砦报文应当引起IPSee安 全策略的关注，筛选器操作是指“允许”还是“拒绝” 报文的通过。要新建一个IPSec安全策略，一般需要新建 IP筛选器和筛选器操作二在WindowsServer 2003系统 中．其服务器产品和客户端产品都提供了对IPSee的支 持。从而增强了．安全性、町伸缩性以及可用性，同时 使得配置部署和管理更加方便。 5.2.5 防火墙机制 防火墙是网络安全机制的一个重要的技术，它在内 部网和外部网之间、机器与网络之间建立起了一个安全 屏障：是Internet建网的一个重要组成部分。
系统安全配置，包括 12 条基本配置原则。 1．操作系统的物理安全 2．保护 Guest 账户 3．限制用户数量 4．多个管理员账户 5．管理员账户改名 6．陷阱账户 7．更改共享文件或文件夹默认权限 8．设置安全密码 9．屏幕保护密码 10．使用 NTFS 格式 11．安装防毒软件
信息安全工程师考点—操作系统安全
信息安全工程师考点—操作系统安全，希望对在备考信息安全工程师的考生有所帮助。
考点2、操作系统安全【考法分析】本考点主要是对操作系统安全相关内容的考查。
【要点分析】1．操作系统实质是一个资源管理系统，管理计算机系统的各种资源，用户通过它获得对资源的访问权限。
安全操作系统出了要实现普通操作系统的功能外，还要保证它所管理资源的安全性，包括保密性（Secrecy），完整性（Integrity）和可用性（Availability）。
2．安全威胁可以分为如下6类：①不合理的授权机制；②不恰当的代码执行；③不恰当的主体控制；④不安全的进程间通信（IPC）；⑤网络协议的安全漏洞；⑥服务的不当配置。
3．按照威胁的行为方式划分，通常有下面4种：①切断；②截取；③篡改；④伪造。
4．按照安全威胁的表现形式来分，操作系统面临的安全威胁有以下5种：①计算机病毒；②逻辑炸弹；③特洛伊木马；④后门；⑤隐蔽通道。
5．安全模型包括状态机模型，信息流模型，无干扰模型，不可推断模型，完整性模型等类型。
①状态机模型：欧诺个状态语言将安全系统描绘成抽象的状态机，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通用操作系统的所有状态变量几乎是不可能的，通常只能描述安全操作系统中若干个与安全相关的主要状态变量。
②信息流模型：用户描述系统中客体间信息传输的安全需求。
信息流模型不是检查主体对客体的存取，二十试图控制从一个客体到另一个客体的信息传输过程。
③无干扰模型：将系统的安全需求描述成一系列主体间操作互不影响的断言④不可推断模型：这个模型提出了不可推断性的概念，要求低安全级用户不能推断出高安全级用户的行为。
⑤完整性模型：目前公认的两个完整性模型是BIha模型和Clark-Wilson模型。
6．Biba模型通过完整级的概念，控制主体“写”访问操作的客体范围。
Clark-Wilson模型针对完整性问题，对系统进行功能分割和管理。
操作系统安全
1 操作系统安全概述
2
2 操作系统安全机制 3 安全操作系统设计 2
目录
2
1 操作系统安全概述
2
身份控制概述
操作系统安全概述
操作系统安全要达到的主要目标是： （1）依据系统安全策略对用户的操作进行访问控制， 防止用户对计算机资源的非法访问（窃取、篡改和破 坏）。 （2）标识系统中的用户并进行身份识别。 （3）保证系统自身的可用性及系统数据的完整性。 （4）监督系统运行的安全性。
硬件安全机制 （2） 运行保护
R4 受限用户
身份控制概述
R1 操作系 统
R0 内核
分层设计图
身份控制概述
硬件安全机制
（3）I/O保护 I/O介质输出访问控制最简单的方式是将设备
看作是一个客体，仿佛它们都处于安全边界外。由 于所有的I/O不是向设备写数据就是从设备接收数据， 所以一个进行I/O操作的进程必须受到对设备的读写 两种访问控制。这就意味着设备到介质间的路径可 以不受什么约束，而处理器到设备间的路径则需要 施以一定的读写访问控制。
操作系统的安全问题
操作系统安全的主要威胁： （1）计算机病毒和蠕虫 （2）逻辑炸弹 （3）特洛伊木马 （4）后门 （5）隐蔽通道
身份控制概述
身份控制概述
操作系统的安全方法
操作系统安全的主要目标有如下几点 （1）按系统安全策略对用户的操作进行
存取控制，防止用户对计算机资源的非法存取。 （2）对系统用户进行标识和鉴别 （3）监督系统运行的安全 （4）保证系统自身的安全性和完整性
能，而且还应包括描述验证，即证明描述与需 求分析相符合。
（3）系统实现: 设计并建立系统，其中包含 实现验证，用于论证实现与功能描述之间的一致性
第二章 操作系统安全机制
② BRAC的基本概念
权限分配（Permission Assignment） 将角色与权限关联。 权限分配集合为PA={(p,r)|p∈P, r∈R} . 权限 p与角色 r关联后，角色 r将拥有权限 p。 激活角色（Actve Role） 角色只有激活才能起作用，否则不起作用。 通过会话激活角色。 会话（Session） 用户要访问系统资源时，必须先建立一个会话。 一次会话仅对应一个用户。一次会话可激活几个角色。
自主访问控制模型
矩阵模型：
设S为全体主体的集合，S＝{s 1，s 2，…，s m }。 设O为全体客体的集合，O＝{o 1，o 2，…，o n }。 设R为全体权力的集合，R＝{r 1，r 2，…，r l }。 记权力矩阵为： a1 A＝
1
，a 1
2
，…，a 1
n n
S1 ＝ S2 … Sm =[o 1,o 2,…o n ]
实现多级安全访问控制机制
必须对系统的主体和客体分别赋予与其 身份相对称的安全属性的外在表示--安全 标签，它有两部分组成： {安全类别：范畴}
(1) 安全类别—有等级的分类
安全级别：也称密级，系统用来保护信息(客体) 的安全程度。 敏感性标签：客体的安全级别的外在表示，系 统利用此敏感性标签来判定一进程是否拥有对 此客体的访问权限。 许可级别：进程（主体）的安全级别，用来判 定此进程对信息的访问程度。 许可标签：进程的安全级别的外在表示，系统利 用进程的安全级别来判定此进程是否拥有对要 访问的信息的相应权限。
2.1.2 密码
口令机制简单易行，但最为脆弱 口令管理 系统管理员的职责 用户的职责 口令实现要点
2.1.3 生物鉴别方法
用户提供自己独有的生理或行为上的特 点 常见的指纹识别
5-1 操作系统安全
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信息安全案例教程：技术与应用
3. 操作系统的安全机制
（1）用户认证
本地登录认证
本地登录所使用的用户名与口令被存储在本地计算机的安 全账户管理器（SAM）中，由计算机完成本地登录验证 ，提交登录凭证包括用户ID与口令。 本地计算机的安全子系统将用户ID与口令送到本地计算机 上的SAM数据库中做凭证验证。 Windows的口令不是以纯文本格式存储在SAM数据库中 的，而是将每个口令计算哈希值后进行存储。
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信息安全案例教程：技术与应用
3. 操作系统的安全机制 Fra bibliotek作系统安全等级
美国和许多国家目前使用的计算机安全等级标准是《信息技术安全评估 通用标准》（Common Criteria of Information Technical Security Evaluation，CCITSE），简称CC。 当然，为了了解操作系统的安全性设计，还必须提及计算机安全等级标 准——《可信计算机系统评估标准》（Trusted Computer System Evaluation Criteria，TCSEC）。 虽然TCSEC已经被CC所取代，但是现在它仍然被认为是任何一个安全操 作系统的核心要求。TCSEC把计算机系统的安全分为A、B、C、D四个 大等级七个安全级别。按照安全程度由弱到强的排列顺序是：D，C1， C2，B1，B2，B3，A1。CC由低到高共分EAL1~EAL7七个级别。
13 信息安全案例教程：技术与应用
案例思考：
1. 操作系统的安全为何引起如此关注？ 2. 操作系统面临哪些安全威胁？
3. 操作系统应当具有哪些安全机制？
4. Windows XP系统安全如何加固？
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操作系统安全实验3实验报告
操作系统安全实验3实验报告实验三：操作系统安全实验报告一、实验目的1.了解操作系统的安全机制；2.学习使用常见的安全技术和工具。
二、实验环境1. 操作系统：Windows 10；2. 编程语言：Python。
三、实验内容本次实验分为两个实验项目，分别是文件加密和进程权限控制。
1.文件加密文件加密是一种常见的安全技术，通过对目标文件进行加密，可以保护文件的内容不被未授权的用户访问。
本次实验要求编写一个文件加密程序，实现以下功能：（1）接受用户输入的文件路径和密钥；（2）对目标文件使用密钥进行加密，生成加密文件；（3）对加密文件使用相同的密钥进行解密，还原为原始文件。
2.进程权限控制进程权限控制是操作系统的一个重要安全机制，通过限制进程的权限，可以防止恶意程序对系统进行破坏。
本次实验要求编写一个进程权限控制程序，实现以下功能：（1）列出当前系统中所有的进程，并显示其ID和权限；（2）接受用户输入的进程ID和新的权限；（3）修改目标进程的权限为用户指定的权限。
四、实验步骤及结果1.文件加密（1）根据实验要求，编写一个文件加密程序，使用Python语言实现，并命名为encrypt.py。
（2）运行encrypt.py，输入要加密的文件路径和密钥。
（3）程序将对目标文件进行加密，并生成加密文件。
（4）运行encrypt.py，输入要解密的文件路径和密钥。
（5）程序将对加密文件进行解密，并还原为原始文件。
2.进程权限控制（1）根据实验要求，编写一个进程权限控制程序，使用Python语言实现，并命名为process_control.py。
（2）运行process_control.py，程序将列出当前系统中所有的进程，并显示其ID和权限。
（3）输入要修改权限的进程ID和新的权限。
（4）程序将修改目标进程的权限为用户指定的权限。
五、实验总结通过本次实验，我深入了解了操作系统的安全机制，并学习了使用常见的安全技术和工具。
漫谈主流操作系统中可信路径安全机制
漫谈主流操作系统中可信路径安全机制计算机系统中，用户在一般情况并不直接与内核打交道，中间还有一层应用层作为接口在用户与内核之间相互作用着，但这种设计能够保护内核不会被用户肆意修改窥测，但也随之带来了安全问题，由于应用层并不是能完全信任之的，因此在操作系统安全功能中，往往会提供可信路径这一功能[这也是橘皮书B2 级的安全要求]。
可信路径[trusted path]是怎么样的概念？顾名思义，它就是这么一种功能的实现：避过应用层，在用户与内核之间开辟一条直接的可信任的交互通道。
真的有必要那么麻烦，不得不在进行高风险操作时使用可信路径与内核互动吗？遗憾地告诉你：确实是！有经验的系统管理员普遍都很清楚来自网络的威胁有多么严重。
黑帽子们能使用特洛伊木马[Trojan horse],记录你在登陆及其它敏感操作时的行动，从而窃取你的宝贵口令。
你一定对"ctrl + alt + del"三键序列极有印象，在DOS年代，我们用它快速重启机器，并称之为"热启动"，而在WINDOWS 9X时代，我们则用它查看进程，不过也许你没有注意到，在WINDOWS9X 向WINNT过渡后，我们的PC也运行着NT内核的WIN2000/XP时，事实上"ctrl + alt + del"三键的职能已经有了些微改变，微软在它的官方文档中，称"ctrl + alt + del"为SAS[Secure Attention Sequence]，并且将之列为安全功能-可信路径的构成部分，而在linux下，也有着类似的按键序列可用。
Linux 环境下的安全留意键——SAK[Secure Attention Key],这个SAK是一组键, 在我们常见的X86平台下，它是"alt+sysrq+k"，而在SPARC下，SAK则是"alt+STOP+k", SAK默认不打开，需要用echo "1" > /proc/sys/kernel/sysrq 这条命令激活，当然，你也可以将它写进登录脚本中，这样就不必每次麻烦了。
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第9章 操作系统安全
Windows支持域间的信任关系，用来支持直 接身份验证传递，用户和计算机可以在目录树的 任何域中接受身份验证，使得用户或计算机仅需 登录一次网络就可以对任何他们拥有相应权限的 资源进行访问。 2．组策略安全管理 组策略安全管理可以实现系统的安全配置。 管理者可用此设置来控制活动目录中对象的各种 行为，使管理者能够以相同的方式将所有类型的 策略应用到众多计算机上，可以定义广泛的安全 性策略。
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第9章 操作系统安全
3．审计能力 安全系统应该具备审计能力，以便测试其完 整性，并可追踪任何可能的安全破坏活动。审计 功能至少包括可配置的事件跟踪能力、事件浏览 和报表功能、审计事件、审计日志访问等。 4．加密数据传送 数据传送加密保证了在网络传送时所截获的 信息不能被未经身份认证代理所访问。针对窃听 和篡改，加密数据具有很强的保护作用。
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第9章 操作系统安全
9.2.7其它方面 1．支持IPSec协议 IPSec提供了认证、加密、数据完整性和 TCP/IP数据的过滤功能。 2．可扩展的安全体系结构 为了提供与现有客户端的兼容性并利用特殊 的安全机制，Windows操作系统使用SSPI来确保 在基于Windows环境中实现一致的安全性。SSPI 为客户机／服务器双方的身份认证提供了上层应 用的API，屏蔽了网络安全协议的实现细节
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第9章 操作系统安全
13．禁用Guest账号 Guest帐户，即所谓的来宾帐户，它可以访问 计算机，虽然受到限制，但也为为黑客入侵打开 了方便之门，如果不需要用到Guest帐户，最好禁 用它。 14．清除转储文件和交换文件 转储文件（Dump File）是在系统崩溃和蓝屏 时，会把内存中的数据保存到转储文件，以帮助 人们分析系统遇到的问题，但对一般用户来说是 没有用的。另一方面，转储文件可能泄漏许多敏 感数据。交换文件（即页面文件）也存在同样问 题。
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第9章 操作系统安全
6．最少通用机制 可共享实体提供了信息流的潜在通道，系统 为防止这种共享的威胁要采取物理或逻辑分离的 措施。 9.1.3 操作系统的安全配置 操作系统安全配置主要是指操作系统访问控 制权限的合理设置、系统的及时更新以及对攻击 的防范三个方面。 1．合理设置 利用操作系统的访问控制功能，为用户和文 件系统建立恰当的访问权限控制。
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第9章 操作系统安全
9．创建2个管理员用帐号 创建一个一般权限帐号用来处理一些日常事 物，另一个拥有Administrators 权限的帐户只在需 要的时候使用。要尽量减少Administrators登陆的 次数和时间，因为，只要登陆系统后，密码就存 储在WinLogon中，非法用户入侵计算机时就可以 得到登陆用户密码。 10．使用文件加密系统EFS Windows强大的加密系统能够给磁盘、文件夹 （包括temp文件夹）和文件加上一层安全保护， 这样可以防止别人把你的硬盘上的数据读出。
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第9章 操作系统安全
3．系统版本的选择 Windows有各种语言的版本，可以选择英文 版或简体中文版。 4．安装顺序 在本地系统用光盘等安装，接着是安装各种 应用程序，最后再安装最新系统补丁。 5．及时安装最新补丁程序 要经常访问微软和一些安全站点，下载最新 的SP（Service Pack）和漏洞补丁（Hot Fixes）程 序，这是维护系统安全最简单也是最有效的方法。
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第9章 操作系统安全
9.2.3 认证服务 Windows使用Kerberos V5协议作为网络用户 身份认证的主要方法。 Windows操作系统全面支持PKI，并作为操 作系统的一项基本服务而存在。 9.2.4 加密文件系统 Windows提供了加密文件系统EFS用来保护 本地系统，如硬盘中的数据安全。EFS是 Windows 的 NTFS 文件系统的一个组件，能让用 户对本地计算机中的文件或文件夹进行加密，非 授权用户是不能对这些加密文件进行读写操作的。
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第9章 操作系统安全
（2）审计日志（audit log） 日志文件可以帮助用户更容易发现非法入侵
的行为，可以利用它综合各方面的信息，去发现
故障的原因、侵入的来源以及系统被破坏的范围。
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第9章 操作系统安全
9.2 Windows安全机制
9.2.1 Windows安全机制概述 Windows安全服务的核心功能包括了活动目 录AD服务、对PKI的集成支持、对Kerberos V5鉴
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第9章 操作系统安全
11．目录和文件权限 仅给用户真正需要的权限，权限的最小化原 则是安全的重要保障。 12．关闭默认共享 操作系统安装后，系统会创建一些默认的共 享，如共享驱动器、共享文件和共享打印等，这 意味着进入网络的用户都可以共享和获得这些资 源。因此要根据应用需要，关闭不需要的共享服 务。
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第9章 操作系统安全
2．及时更新 及时地更新系统，能修正操作系统中已发现 的问题，会使整个系统的安全性、稳定性、易用 性得到大幅度提高。 3．攻击防范 攻击的防范主要是指对于各种可能的攻击， 比如利用系统缓冲区溢出攻击等要进行合理的预 先防范，对各类攻击的防范是操作系统系统安全 防护的一个重要内容。
第9章 操作系统安全
第9章 操作系统安全
9.1 操作系统的安全性 9.2 Windows安全机制 9.3 Windows安全配置 9.4 Unix安全机制 9.5 Linux安全机制 9.6 Linux安全设置
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第9章 操作系统安全
9.1 操作系统的安全性
9.1.1操作系统安全功能 一个安全的操作系统应该具有以下的功能： 1．有选择的访问控制 对计算机的访问可以通过用户名和密码组合及 物理限制来控制；对目录或文件级的访问则可以由 用户和组策略来控制。 2．内存管理与对象重用 系统中的内存管理器必须能够隔离每个不同进 程所使用的内存。在进程终止且内存将被重用之前， 必须在再次访问它之前，将其中的内容清空。
别协议的支持，保护本地数据的EFS和使用IPSec
来支持公共网络上的安全通讯等。
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第9章 操作系统安全
9.2.2 活动目录服务 活动目录是一种包含服务功能的目录，它可 以做到“由此及彼”的联想、映射。如找到了一 个用户名，可以联想到该用户的账号等，提高了 系统资源的利用效率。 活动目录包括目录和与目录相关的服务两个 部分。 目录是存储各种对象的一个物理容器，与 Windows9X中的“目录”和“文件夹”没有本质 区别，仅仅是一个对象。
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第9章 操作系统安全
9.1.4 操作系统的安全性 1．用户认证能力 操作系统的许多保护措施大都基于鉴别系统的合 法用户，身份鉴别是操作系统中相当重要的一个方面， 也是用户获取权限的关键。为防止非法用户存取系统 资源，操作系统采取了切实可行的、极为严密的安全 措施。 2．抵御恶意破坏能力 恶意破坏可以使用安全漏洞扫描工具、特洛伊 木马、计算机病毒等方法实现。一个安全的操作系统 应该尽可能减少漏洞存在，避免各种后门出现。
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第9章 操作系统安全
同时NTFS文件系统还具有查找文件速度快， 产生文件碎片少，节约磁盘空间等优点。 2．使用不同的分区 安装操作系统时，应用程序不要和操作系统放在 同一个分区中，至少要在硬盘上留出两个分区， 一个用来安装操作系统和重要的日志文件，另一 个用来安装应用程序，以免攻击者利用应用程序 的漏洞导致系统文件的泄漏与损坏。
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第9章 操作系统安全
15．使用安全密码 Windows允许设置口令的长度可达127位，要 实现最大的保护工作，就要为“Administrator”帐 号创建至少8位长度的口令。开启Windows账号安 全和密码策略，可以使设置的密码更加安全。 16．随时锁定计算机 如果在使用计算机过程中，需要短暂离开计 算机的话，可以通过使用CTRL+ALT+DEL组合 键或屏幕保护程序来达到锁定屏幕的目的。
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第9章 操作系统安全
3．监控和审计日志能力 从技术管理的角度考虑，可以从监控和审计 日志两个方面提高系统的安全性。 （1）监控（monitoring） 监控可以检测和发现可能违反系统安全的活 动。例如，在分时系统中，记录一个用户登录时 输入的不正确口令的次数，当超过一定的数量时， 就表示有人在猜测口令，可能就是非法的用户。
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第9章 操作系统安全
9.2.5 安全设置模板
Windows提供了安全模板工具，它可以方便
组织网络安全设置的建立和管理。安全模板是安
全配置的实际体现，它是一个可以存储一组安全
设置的文件。Windows包含一组标准安全模板， 模板适用的范围从低安全性域客户端设置到高安 全性域控制器设置都有。 操作系统安全
3．身份鉴别与访问控制 身份鉴别服务用来确认任何试图登录到域或 访问网络资源的用户身份。在Windows环境中， 用户身份鉴别有两种方式： （1）互动式登录，向域账户或本地计算机确 认用户的身份； （2）网络身份鉴别，向用户试图访问的任何 网络服务确认用户的身份。 4．管理委派 将原来复杂的域管理任务分配给多个管理员 进行管理。
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第9章 操作系统安全
7．启动设置 一旦系统安装完毕，除了硬盘启动外，软盘、 光盘、甚至是USB闪存的启动都可能带来安全的 问题。可以在BIOS设置中禁止除硬盘以外的任何 设备的启动。同时，要在BIOS中设置开机密码， 开机密码是计算机安全的第一道防线。 8．限制用户数量 去掉所有测试用户、共享用户和普通部门账 号等，要知道，系统的帐户越多，黑客们得到合 法用户的权限可能性一般也就越大。
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第9章 操作系统安全
3．安全审核 Windows允许用户监视与安全性相关的事件
（如失败的登录尝试），因此，可以检测到攻击
者和试图危害系统数据的事件。Windows还产生