操作系统访问控制课件.ppt
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- 操作系统 访问 控制 课件
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1、1/103内容提要内容提要5.1 操作系统可信计算基的构成操作系统可信计算基的构成5.2 操作系统的安全机制操作系统的安全机制5.3 Win2000/XP系统的安全机制简介系统的安全机制简介2/1033/103构成操作系统可信计算基的核心是构成操作系统可信计算基的核心是参照监视器参照监视器1.参照监视器参照监视器l是一种抽象的概念,是访问控制的基础是一种抽象的概念,是访问控制的基础l参照监视器依据访问控制数据库中的规则,验证主体对参照监视器依据访问控制数据库中的规则,验证主体对客体的每一次访问,按规则支持或禁止访问,并将成功客体的每一次访问,按规则支持或禁止访问,并将成功与否的访问按照策略要求
2、存入审计系统中与否的访问按照策略要求存入审计系统中4/1032.安全内核安全内核l安全内核是实现参照监视器概念的一种技术,是安全内核是实现参照监视器概念的一种技术,是指系统中与安全性实现有关的部分,包括:指系统中与安全性实现有关的部分,包括:l引用验证机制、访问控制机制、授权机制和授权管理引用验证机制、访问控制机制、授权机制和授权管理机制等机制等l一般的,人们趋向把安全内核与参照监视器等同一般的,人们趋向把安全内核与参照监视器等同起来起来l安全内核实际上可以看成一个更小的操作系统,安全内核实际上可以看成一个更小的操作系统,具备了操作系统的全部能力具备了操作系统的全部能力5/1033.安全内核安
3、全内核在实现上有两种情况在实现上有两种情况l1)安全内核与其它功能部分完全一体的操作系统)安全内核与其它功能部分完全一体的操作系统6/1033.安全内核安全内核在实现上有两种情况在实现上有两种情况l2)安全内核是操作系统的一部分)安全内核是操作系统的一部分l安全内核由安全内核由硬件硬件和和介于硬件和操作系统之间的一层软件介于硬件和操作系统之间的一层软件组成。组成。l安全内核的软件和硬件认为是可信的,处于安全周界的内部,但安全内核的软件和硬件认为是可信的,处于安全周界的内部,但操作系统和应用程序均处于安全周界之外。操作系统和应用程序均处于安全周界之外。5.1操作系统可信计算基的构成操作系统可信计
4、算基的构成7/1035.2 操作系统的安全机制操作系统的安全机制l隔离控制、硬件保护、用户认证、访问控制等隔离控制、硬件保护、用户认证、访问控制等8/1035.2.1 隔离机制隔离机制隔离机制是解决进程控制、内存保护的有效方法隔离机制是解决进程控制、内存保护的有效方法1.1.隔离控制的方法有四种:隔离控制的方法有四种:9/1035.2.1隔离机制隔离机制10/1035.2.2 硬件的保护机制硬件的保护机制计算机硬件的安全目标是保证其自身的可靠性并为计算机硬件的安全目标是保证其自身的可靠性并为系统提供基本的安全机制。主要包括:存储器保护、系统提供基本的安全机制。主要包括:存储器保护、运行保护、输
5、入运行保护、输入/输出保护等输出保护等11/103 5.2.2 硬件的保护机制硬件的保护机制12/1035.2.2 硬件的保护机制硬件的保护机制13/1035.2.2 硬件的保护机制硬件的保护机制 14/1035.2.2 硬件的保护机制硬件的保护机制15/1032.2.运行保护运行保护l基本要求是:在进程运行基本要求是:在进程运行的区域内的区域内(运行域运行域)实行不同实行不同的安全等级的保护机制的安全等级的保护机制。图图(a)(a)所示的是一个两域所示的是一个两域(两两环环)的运行保护,图的运行保护,图(b)(b)是多是多域情况下的运行保护。域情况下的运行保护。l两环系统的目的是隔离系两环系
6、统的目的是隔离系统运行域与用户运行域统运行域与用户运行域。(a)(a)中大写字母表示系统运中大写字母表示系统运行域,小写表示用户的运行域,小写表示用户的运行域行域5.2.2 硬件的保护机制硬件的保护机制16/1033.I/O保护保护lI/O操作不是从系统中读,就是向系统中写,所以操作不是从系统中读,就是向系统中写,所以对对I/O保保护的应该是对读写的访问控制护的应该是对读写的访问控制。I/O介质输出访问控制最介质输出访问控制最简单的方式是简单的方式是将设备看作一个客体将设备看作一个客体。4.4.最小特权管理最小特权管理l特权:可违反安全策略的操作能力特权:可违反安全策略的操作能力l管理的基本思
7、想:管理的基本思想:不应该给用户超过执行任务所需要的特不应该给用户超过执行任务所需要的特权以外的特权权以外的特权。l如如将超级用户特权划分为一级粒度更细小的特权将超级用户特权划分为一级粒度更细小的特权。以减少。以减少各种特权用户的权力各种特权用户的权力l系统管理员系统管理员SSO,审计员,审计员AUD,操作员,操作员OP,安全操作员,安全操作员SOP,网网络管理员络管理员(NET)(NET)5.2.2 硬件的保护机制硬件的保护机制17/1035.5.安全审计的实现安全审计的实现l在操作系统的安全内核内部和外部均设置相关的在操作系统的安全内核内部和外部均设置相关的审计点审计点,当用户请示系统服务
8、时,必须经过系统调用,如果当用户请示系统服务时,必须经过系统调用,如果能够能够找到系统调用的总入口找到系统调用的总入口(审计点审计点)增加审计控制增加审计控制,就成功,就成功地完成了审计。地完成了审计。5.2.2 硬件的保护机制硬件的保护机制18/1035.2.3 用户鉴别与口令用户鉴别与口令 19/103口令的种类口令的种类l鉴别和认证系统用户应该包含输入用户名和口令两个步骤。鉴别和认证系统用户应该包含输入用户名和口令两个步骤。l口令有三种类型口令有三种类型l静态口令静态口令是具有或没有有效期限制是具有或没有有效期限制可以重用的一般口令可以重用的一般口令。无论是用。无论是用户自行创建还是系统
9、自动创建,传统(静态)口令都难以记忆。户自行创建还是系统自动创建,传统(静态)口令都难以记忆。l动态口令动态口令可以由口令产生设备随时或者根据用户要求更改。一次性可以由口令产生设备随时或者根据用户要求更改。一次性(动态)口令只能使用一次。(动态)口令只能使用一次。l认知口令认知口令(类似于密保问题类似于密保问题)使用基于事实或基于选项的认知数据做使用基于事实或基于选项的认知数据做为用户认证的基础。认知口令依赖于个人的知识和经验。实现认知为用户认证的基础。认知口令依赖于个人的知识和经验。实现认知口令认证用户可能会花费更多的时间和金钱。只有用户知晓的认知口令认证用户可能会花费更多的时间和金钱。只有
10、用户知晓的认知问答的例子,如提示性问题等,认知口令容易记忆而且难以猜测问答的例子,如提示性问题等,认知口令容易记忆而且难以猜测5.2.3 用户鉴别与口令用户鉴别与口令 20/103是系统安全防护的核心技术是系统安全防护的核心技术常规系统都采用常规系统都采用DAC+少量的少量的MACl访问控制表使用居多访问控制表使用居多具体技术原理参考第二章的内容具体技术原理参考第二章的内容5.2.4 访问控制访问控制 21/10322/103 23/103WinlogonGINALSASSPIAuthentication PackagesSecurity Surpport ProviderSecurity A
11、ccount ManagementNetlogon 可用指纹、虹膜等代替可用指纹、虹膜等代替令牌令牌策略策略账号账号权限权限信任关系信任关系24/1031)Winlogon1)Winlogon and GINA and GINAlWinlogonWinlogon调用调用GINA DLLGINA DLL,并监视安全认证序列。,并监视安全认证序列。lGINA DLLGINA DLL提供一个交互式界面为用户登陆提供认证请求提供一个交互式界面为用户登陆提供认证请求lGINA DLLGINA DLL被设计成一个独立的模块,可用指纹、虹膜等更强的认被设计成一个独立的模块,可用指纹、虹膜等更强的认证方式替换
12、之证方式替换之lWinlogonWinlogon在注册表中查找在注册表中查找HKLMSoftwareMicrosoftWindows NTCurrent HKLMSoftwareMicrosoftWindows NTCurrent VersionWinlogonVersionWinlogon,l如果存在如果存在GINA DLLGINA DLL键,键,WinlogonWinlogon将使用这个将使用这个DLLDLLl这可以使用户额外配置的这可以使用户额外配置的GINAGINA,比如指纹读取,比如指纹读取l如果不存在该键,如果不存在该键,WinlogonWinlogon将使用默认值将使用默认值MS
13、GINA.DLLMSGINA.DLL 25/1032)2)本地安全权威本地安全权威lLSALSA是一个被保护的子系统,负责以下任务:调是一个被保护的子系统,负责以下任务:调用所有的认证包,检查注册表下用所有的认证包,检查注册表下HKLMSYSTEMCurrentControlSetHKLMSYSTEMCurrentControlSetContControl LSArol LSA下下AuthenticationPackagesAuthenticationPackages下的值,下的值,并调用该并调用该DLLDLL进行认证进行认证(MSV_1.DLL)(MSV_1.DLL)。在。在4.04.0版版
14、本中,本中,Windows NTWindows NT会寻找会寻找HKLMSYSTEMCurrentControlSetHKLMSYSTEMCurrentControlSetContControlLSArolLSA下所有存在的下所有存在的SecurityPackagesSecurityPackages值并值并调用调用 26/103l本地安全权威的功能和作用本地安全权威的功能和作用l重新找回本地组的重新找回本地组的SIDsSIDs和用户的权限。和用户的权限。l创建用户的访问令牌创建用户的访问令牌l管理本地安装的服务所使用的服务帐号管理本地安装的服务所使用的服务帐号l存储和映射用户权限存储和映射用户
15、权限l管理审核的策略和设置管理审核的策略和设置l管理信任关系管理信任关系3 3)安全支持提供者的接口)安全支持提供者的接口l微软的该接口很简单地遵循微软的该接口很简单地遵循RFC2743RFC2743和和RFC2744RFC2744的的定义,提供一些安全服务的定义,提供一些安全服务的APIAPI为应用程序和服务提供为应用程序和服务提供请求安全的认证连接的方法请求安全的认证连接的方法 27/1034)4)认证包认证包l可以为真实用户提供认证。通过可以为真实用户提供认证。通过GINADLLGINADLL上的可信认证上的可信认证后,认证包返回用户的后,认证包返回用户的SIDsSIDs给给LSALSA
16、,然后将其放在用户,然后将其放在用户的访问令牌中。的访问令牌中。5)5)安全支持提供者安全支持提供者l是以驱动的形式安装的,能够实现一些附加的安全机制,是以驱动的形式安装的,能够实现一些附加的安全机制,默认情况下,默认情况下,Windows NTWindows NT安装了以下三种。安装了以下三种。lMsnsspc.dllMsnsspc.dll:微软网络挑战响应认证模块:微软网络挑战响应认证模块lMspsscpc.dllMspsscpc.dll:分布式密码认证挑战响应模块,也可:分布式密码认证挑战响应模块,也可在微软网络中使用在微软网络中使用lSchannel.dllSchannel.dll:该
17、认证模块使用某些证书方式经常在使:该认证模块使用某些证书方式经常在使用用SSLSSL和和PCT(privatePCT(private communication technology)communication technology)协协议通信的时候用到议通信的时候用到 28/1036)6)网络登录网络登录lNetlogonNetlogon服务服务必须在通过认证后建立一个安全通道。必须在通过认证后建立一个安全通道。要实现这个目标,必须通过安全通道与域中的域控制器要实现这个目标,必须通过安全通道与域中的域控制器建立连接建立连接,然后,然后,再通过安全的通道传递用户的口令再通过安全的通道传递用户的
18、口令,在域的域控制器上响应请求后,重新取回用户的在域的域控制器上响应请求后,重新取回用户的SIDsSIDs和用户权限和用户权限7)7)安全帐户管理器安全帐户管理器l是用来保存用户帐号和口令的数据库。保存了注册表中是用来保存用户帐号和口令的数据库。保存了注册表中HKLMSecuritySamHKLMSecuritySam中的一部分内容。不同的域有中的一部分内容。不同的域有不同的不同的SAMSAM,在域复制的过程中,在域复制的过程中,SAMSAM包将会被复制包将会被复制l查看注册表的命令,在命令行上键入查看注册表的命令,在命令行上键入regedit 主讲教师主讲教师:董庆宽:董庆宽研究方向研究方向
19、:密码学与信息安全:密码学与信息安全Email Email :手手 机机:1533902122715339021227网教院培训课程:信息系统安全网教院培训课程:信息系统安全第六章第六章 网络安全网络安全 30/103内容提要内容提要6.1 OSI开放系统互联安全体系结构开放系统互联安全体系结构6.3.1 Kerberos协议应用层安协议应用层安全协议标准全协议标准6.3.2 SSL协议传输层与应用层协议传输层与应用层之间之间6.3.3 IPSec协议网络层标准协议网络层标准 31/103该结构即著名的该结构即著名的ISO/OSI安全体系结构。安全体系结构。lOSI安全体系结构是一个普遍适用的
20、安全体系结构,其安全体系结构是一个普遍适用的安全体系结构,其核心内容是保证异构计算机系统进程与进程之间远距离核心内容是保证异构计算机系统进程与进程之间远距离交换信息的安全交换信息的安全l它是国际标准化组织它是国际标准化组织ISO于于1989年在对年在对OSI开放系统互开放系统互联环境的安全性进行深入研究的基础上提出的联环境的安全性进行深入研究的基础上提出的ISO-7498-2(开放系统互联安全体系结构开放系统互联安全体系结构)和和RFC2401/4301(Internet安全体系结构安全体系结构),即即IPSec)ISO-7498-2是七层协议之上的信息安全体系结构,是七层协议之上的信息安全体
21、系结构,解决互联网络安全问题解决互联网络安全问题6.1 6.1 开放系统互联安全体系结构概述开放系统互联安全体系结构概述32/103OSI安全体系结构的基本思想是:安全体系结构的基本思想是:l为了全面而准确地满足一个开放系统的安全需求,必须为了全面而准确地满足一个开放系统的安全需求,必须在七个层次中提供必需的安全服务、安全机制和技术管在七个层次中提供必需的安全服务、安全机制和技术管理,以及它们在系统上的合理部署和关系配置。理,以及它们在系统上的合理部署和关系配置。该体系结构具体提出该体系结构具体提出l设计安全信息系统的基础架构中应该包含的五类安全服设计安全信息系统的基础架构中应该包含的五类安全
22、服务务(安全功能安全功能);l能够对这五类安全服务提供支持的八类安全机制和五种能够对这五类安全服务提供支持的八类安全机制和五种普遍安全机制;普遍安全机制;l三种三种OSI安全管理方式安全管理方式该体系还将这些服务和机制与七层协议进行映射该体系还将这些服务和机制与七层协议进行映射6.1 6.1 开放系统互联安全体系结构概述开放系统互联安全体系结构概述33/103作为网络协议安全体作为网络协议安全体系架构,主要针对的系架构,主要针对的是数据安全,所以提是数据安全,所以提供的五个安全服务也供的五个安全服务也都是针对数据的都是针对数据的6.1 6.1 开放系统互联安全体系结构概述开放系统互联安全体系结
23、构概述34/103链路层链路层L2F第二层转发协议第二层转发协议L2TP第二层隧道协议第二层隧道协议PPTP点对点隧道协议点对点隧道协议隧道技术隧道技术协议组协议组DiffServ区分服务区分服务体系结构体系结构GRE通用路由通用路由封装封装IPsecIP层协议层协议安全结构安全结构网络层网络层安全路由选择协议组安全路由选择协议组传输层传输层TLS安全传输层协议安全传输层协议SSH-TRANS安全外壳传输层协议安全外壳传输层协议SSH-USERAUTH安全外壳用户认证协议安全外壳用户认证协议SSL安全套接字层协议安全套接字层协议SOCKS防火墙安全会话防火墙安全会话转换协议转换协议S-HTTP
24、安全超文本传输协议安全超文本传输协议PGP完备保密性协议完备保密性协议S/MIME多用途网际邮件扩充协议多用途网际邮件扩充协议应用层应用层Kerberos网络认证协议网络认证协议RADIUS远程用户拨入认证系统远程用户拨入认证系统TCP传输控制协议传输控制协议UDP用户数据报协议用户数据报协议AHIPsec认证认证头协议头协议ESPIPsec封装封装安全载荷安全载荷IKEv2密钥交换密钥交换协议协议IP网络协议网络协议SSH-CONNECT安全远程登录连接协议安全远程登录连接协议各各层层安安全全协协议议详详图图35/10336/103这个过程可以通过如下的例子来理解这个过程可以通过如下的例子来
25、理解l把西电网络看成一个提供网页、邮件、把西电网络看成一个提供网页、邮件、FTP、数据库等多个服务的网络数据库等多个服务的网络l有一个认证中心在网络中心,负责对每一个用有一个认证中心在网络中心,负责对每一个用户的登陆认证户的登陆认证l每一个西电用户都在认证中心注册了自己的账号每一个西电用户都在认证中心注册了自己的账号l有一个票据服务器也在网络中心,用于对每一有一个票据服务器也在网络中心,用于对每一种服务的接入授权。用户必须持有认证中心颁种服务的接入授权。用户必须持有认证中心颁发的票据才能访问票据服务器发的票据才能访问票据服务器37/103用户用户Alice想要访问西电的想要访问西电的FTP服务
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