基于硬件虚拟化的内核竞态漏洞监测技术研究与实现

第１ ４ 卷 第５ 期
软 件 导 刊
Ｓｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ Ｇｕｉ ｄｅ
Ｖ０ Ｉ ．１ ４ Ｎ Ｏ．５
Ｍ ａ ｙ． ２ ０ｌ ５
２ ０ １ ５ 年 ５ 月
基 于 硬 件 虚 拟 化 的 内核 竞 态 漏 洞 监 测 技 术 研 究 与 实 现
赵 跃华 ， 邓 渊 浩
性 对 于整 个 系统 至 关 重 要 。 内 核 竞 态 漏 洞 是 由 恶 意 程 序 利 用 内核 多 次 访 问 特 定 内存 的 时 间 差 异 导 致 的 漏 洞 。 恶
意 程 序 通 过 控 制 该 时 间差 ， 进 而破 坏 内核 敏 感 数 据 的 完 整 性 或 内核 程 序 的控 制 流 ， 最 终实现 拒绝服 务 、 本 地 权 限 提
ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ ． ２ ０１ ３， ２ ２（ １ ） ： １ ５ ５ — １ ５ ９ ．
Ｅ ｓ ］ 游之洋 ， 龚伟 ， 赵曦滨 ， 等 ．基 于 可 用 性 信 任 模 型 的 ＡＯＤＶ 路 由 协 议改进［ Ｊ ］ ． 清 华 大 学 学报 ， ２ ０ １ ０ ， ５ ０ （ ５ ） ． ７ ３ ５ — ７ ３ ８ ． ［ ６ ］ 黄化吉 ， 冯穗力． ＮＳ 网 络 模 拟 和 协 议 仿 真 ［ Ｍ］ ． 北京 ： 人 民邮 电 出
视 器， 依 据 竞 态 漏 洞 特征 ， 通 过 对监 视 器 系统 ＣＰ Ｕ 指 令 和 可 疑 内存 数 据 进 行 监 控 ， 实现 对 漏 洞 的 全 面 监 测 ； 当 可 能 的
竞 态 情 况 出现 时 ， 利 用 收 集 的 数 据 重 构 内核 信 息 ， 动 态 定位 漏 洞 位 置 。 实验 表 明 ， 该 方 法 能 够 对 内核 竞 态 漏 洞 准 确 监
５ 结 语
网络 仿 真 是 检 验 网 络 协 议 和 算 法 是 否 正 确 和有 效 ， 以 及 测 试 网 络性 能 不 可 或 缺 的方 法 。本 文 提 出 了一 种 改 进 的 ＡＯＤＶ 路 由协 议 ， 详 细 描 述 了协 议 模 型 和 改 进 ， 并 对 新
协议 Ｐ ＢＭＡＯＤＶ 进 行 测 试 和 实 验 ， 通 过 对 比 Ａ０ＤＶ 和
升 等 恶 意 目的 ， 对 其 进 行 自动化 监 测 十分 必要 。
对 漏 洞 的动 态 监 测 技 术 主要 有 ：
（ １ ） 监 测 程序 运 行 在 用 户 态 。 利 用 ＡＰ Ｉ Ｈｏ ｏ ｋ等 技 术
计算机应用 ， ２ ０ １ ０， ３ ０ （ ２ ） ： ３ ３ ３ — ３ ３ ６ ．
参考文献 ：
［ １ ］ 洪 利 ，黄 庭 培 ，邹 卫 霞 等．基 于 链 路 可 用 性 预 测 的 ＡＯ ＤＶ 路 由协 议 研 究［ Ｊ ３ ． 通信 学 报 ， ２ ０ ０ ８ ， ２ ９ （ ７ ） ： １ １ ８ — １ ２ ３ ． ［ ２ － １ 王 忠 恒 ，张 曦 煌 ．移 动 Ａｄ Ｈｏ ｃ网络 ＡＯＤＶ 路 由 协 议 的 改 进 Ｅ Ｊ ］ ．
间， 负责硬件虚拟访 问、 虚 拟 内存 管理 等核 心 任 务 ， 其 安 全
０ 引 言
近年来 ， 利 用 内 核 漏 洞 进 行 本 地 或 远 程 攻 击 的情 况 日
益严 重 。根 据 赛 门 铁 克 ２ ０ １ ４年 发 布 的 互 联 网 安 全 报 告ｍ ， 在 ２ ０ １ ３年 危 害 重 大 的 ２ ３个 漏 洞 中 ， 内 核 级 漏 洞 就 占 了 ２个 。 内核 程 序 包 括 操 作 系 统 内 核 、 设备 驱动 、 第 三 方 内核 驱 动 等 ， 它们拥有 系统最 高权 限 ， 共 享 同 一 内存 空
测 ， 具有较 强的实用性 。
关 键词 ： 竞 态漏 洞 ； 漏洞监测 ； 硬件 虚拟化 ； 虚拟 机 监 视
ＤｏＩ ： ｌ ０ ． １ １ ９ ０ ７ ／ ｒ ｊ ｄ ｋ ． １ ５ １ １ １ ２
中图分类号 ： ＴＰ ３ ０ ９ ． ５
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ６ ７ ２ ～ ７ ８ ０ ０ （ ２ Ｏ １ ５ ） ０ ０ ５ 一 Ｏ １ ６ １ － ０ ４
Hale Waihona Puke Ｉ － ａ ］ 周 胶 ，田 杰 ，戴 晨 铖 等 ．战 术 Ｍ ＡＮＥ Ｔ 中 基 于 链 路 可 用 时 间 的
ＡＯ ＤＶ 路 由 协 议 研 究 ［ Ｊ ］ ． 计算机 工程 与科 学 ， ２ ０ １ ３ ， ３ ５ （ １ ２ ） ： ９ ６ —
１ Ｏ１ ．
［ ４ ３ ＧＯ ＮＧ ＸＵＤＯＮＧ，Ｘ Ｉ ＯＮＧ ＹＡＮ， Ｌ Ｕ Ｑ１ ｗＥ Ｉ ， ｅ ｔ ａ １ ．Ａ ｔ ｒ ｕ ｓ ｔ ｅ ｄ ａ ｄ Ｈｏ ｃ ｒ ｏ ｕ ｔ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ ｌ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｆ ｕ ｚ ｚ ｙ ｍａ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｓ ［ Ｊ ］ ． Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ｊ ｏ ｕ ｒ ～
版 社 ，２ Ｏ １ Ｏ ．
Ａ０ＭＤＶ 路 由协 议 ， 验 证 了 新 协 议 的 有 效 性 。 基 于 ＮＳ ２
仿真工具 实现了协议 和算法 改进 ， 提 高 网了络效 率 ， 降 低
了协 议 成 本 ， 具 有 可 行 性 和 很 好 的灵 活 性 。本 文 所 提 出 的 新 协 议 在 降低 路 由开 销 ， 减小端 到端 时延 ， 提 高 分 组 投 递 率 方 面 优 于 ＡＯＤＶ、 ＡＯＭＤＶ 协 议 ， 网络性能得到提升 。
（ 江 苏大学 计 算机科 学 与通信 工 程 学院 ， 江苏 镇江 ２ １ ２ ０ １ ３ ）
摘 要 ： 内核竞 态漏洞是 一种 新型漏洞 ， 由于其产 生原 因特 殊 ， 导致 巨大的安 全威胁 。通过 对 内核竞 态 漏洞产 生原
因、 利 用技 术 的 分 析 ， 提 出 一种 基 于硬 件 虚 拟 化 的 监 测 方 法 。该 方 法 利 用 Ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ＶＴ—Ｘ技 术 来 构 建 一 个 轻 量 级 虚 拟 监