1. جلسه ششم حفاظت در سیستم عامل
Chapter 4, Security in computing; 4th edition, By Charles P.Pfleeger et al.
ارائه دهنده:
حسین محمدحسن زاده
3 اردیبهشت 1392
H.M.Hassanzade,

2. مقدمه در سال های نخستین استفاده از کامپیوتر سیستم عامل وجود نداشت
کاربران برنامه های خود را به صورت کدهای باینری و به کمک سوییچ، در سیستم وارد می کردند
ورود کدهای باینری در ابتدا با جابجایی فیزیکی سوییچ ها و سپس با کیبورد صورت می گرفت
هر سیستم در هر زمان تنها به یک کاربر سرویس می داد
کاربران برای استفاده از یک کامپیوتر، آن را در طول زمان به اشتراک می گذاشتند (اشتراک زمانی).
H.M.Hassanzade,

3. مقدمه (ادامه)
اولین سیستم های عامل بسیار ساده بودند
به کمک برنامه نویسان آمدند
امکان انتقال از یک کاربر به یک کاربر دیگر را فراهم آوردند
آسانی دسترسی به کامپایلر و اسمبلر را فراهم آوردند
فراخوانی اتوماتیک توابع از کتابخانه را فراهم آوردند
سیستم های عامل جدید
اجرای هم زمان چندین برنامه توسط چندین کاربر را فراهم آورده اند (Multiprogramming)
پس حفاظت از داده ها و برنامه های یک کاربر در مقابل کاربر دیگر، به امری حیاتی تبدیل شد
H.M.Hassanzade,

4. روش های حفاظتی در سیستم عامل
اصل حفاظت در سیستم عامل به کمک جداسازی (Separation) صورت می گیرد
موارد متعلق به یک کاربر را از دسترس کاربر دیگر دور نگه دار!
جداسازی در سیستم عامل به کمک روشهای مختلف صورت می پذیرد:
جداسازی فیزیکی (Physical)
فرآیندهای مختلف از اقلام فیزیکی جدا مانند پرینتر استفاده می کنند
جداسازی زمانی (Temporal)
فرآیندهایی که نیاز به الزامات امنیتی دارند، در بازه های زمانی متفاوت اجرا می شوند
جداسازی منطقی (Logical)
کاربر با این تصور کار می کند که انگار هیچ فرآیند دیگری وجود ندارد
پنهان سازی (Cryptographic)
فرآیندها، داده ها و محاسبات خود را به گونه ای پنهان می کنند که برای فرآیندهای دیگر قابل فهم و لمس نباشد
H.M.Hassanzade,

5. اشتراک به همراه جداسازی
در سیستم عامل، افزون بر جداسازی کاربران، نیاز است که اقلامی را نیز به اشتراک بگذارند.
کاربران بایستی قادر باشند، از الگوریتم ها و توابع یکدیگر، بدون نقض امنیت طرف مقابل استفاده کنند
سیستم عامل می تواند اشتراک و جداسازی را در سطوح مختلف ارائه دهد:
عدم محافظت
وقتی فرآیندها در بازه های زمانی متفاوت اجرا شوند، نیاز به حفاظت ندارند
ایزوله سازی
فرآیندها از اجرای یکدیگر خبر ندارند
اشتراک همه یا اشتراک هیچی
بدین طریق صاحب شئ (object) عمومی یا خصوصی بودن آن را تعیین می کند
اشتراک از طریق دسترسی محدود
سیستم عامل دسترس پذیری شئ را برای کاربران مختلف کنترل می کند
اشتراک به کمک قابلیت (Capability)
نوعی از اشتراک محدود، که سطح اشتراک به صاحب شئ، نوع شئ و یا محاسبات آن بستگی دارد
محدودیت در استفاده از شئ
افزون بر محدودیت در دسترسی به شئ یا فایل، نحوه استفاده از آن نیز کنترل می شود
H.M.Hassanzade,

6. حفاظت در سیستم عامل به دو بخش کلی تقسیم می شود:
حفاظت از حافظه و آدرس
حفاظت از برنامه ها و داده ها در مقابل یکدیگر در حافظه
کنترل دسترسی به شئ
حفاظت از فایل ها در مقابل دسترسی کاربران
H.M.Hassanzade,

7. حفاظت از حافظه و آدرس
حصار: محدودسازی برنامه های کاربر به یک طرف محدوده
1. پیاده سازی سخت گیرانه
تعیین آدرسی از حافظه که غیر قابل تغییر است و سیستم عامل در یک سمت، و برنامه های کاربر در سمت دیگر قرار می گیرند
2. حصار با قابلیت تغییر
آدرس تعیین کننده حصار قابل تغییر و در یک ثبات ذخیره می شود
H.M.Hassanzade,

8. حفاظت از حافظه و آدرس (ادامه)
3. حصار با قابلیت تغییر و پشتیبانی چند کاربر
ثبات پایه (Base) آدرس حصار میان حافظه سیستم عامل و حافظه کاربران را مشخص می کند
ثبات های مرزی (Bound) بخش بندی حافظه تخصیصی به کاربران را مشخص می کنند
روش های پیچیده تر حفاظت آدرس و حافظه:
بخش بندی
صفحه بندی
روش های ترکیبی
و غیره
H.M.Hassanzade,

9. کنترل دسترسی به شئ (Object)
اصل حداقل امتیاز (least privilege)
یک کاربر تنها به تعداد اقلامی دسترسی داشته باشد که برای انجام کار / فرآیند مورد نظرش بدان نیاز دارد
نمادها
شئ (فایل) -> Object
کاربر، استفاده کننده از شئ -> Subject
صاحب فایل -> Owner
حقوق دسترسی -> Access Rights
خواندن -> (r) Read
نوشتن -> Write (w)
اجرا -> Execute (x)
مالکیت -> Owner (o)
H.M.Hassanzade,

10. پیاده سازی کنترل دسترسی به شئ (Object)
1. دایرکتوری (Directory)
ساده ترین راه برای حفاظت و کنترل دسترسی
هر فایل، یک صاحب (Owner) دارد که کنترل حقوق دسترسی فایل (خواندن، نوشتن) را در اختیار دارد، و می تواند آن حقوق را به هر کس بدهد یا پس بگیرد
هر کاربر یک دایرکتوری فایل دارد که فایل هایی که به آن ها دسترسی دارد در آن دایرکتوری لیست شده است
معایب
بزرگ شدن لیست در صورت وجود تعداد زیاد فایل
مزایا
پیاده سازی آسان: درج رکورد در لیست برای اعطای دسترسی و حذف رکورد از لیست برای بازپس گیری دسترسی
H.M.Hassanzade,

11. پیاده سازی کنترل دسترسی به شئ (Object)
2. لیست کنترل دسترسی (Access Control List)
هر فایل یک لیست متناظر دارد
لیست، تمامی کاربرانی را که به فایل مورد نظر دسترسی دارند را به همراه نوع دسترسی شامل می شود
معایب
بزرگ شدن لیست در صورت وجود تعداد زیاد کاربران
مزایا
پیاده سازی با راحتی متوسط: درج رکورد در لیست برای اعطای دسترسی و حذف رکورد از لیست برای بازپس گیری دسترسی
H.M.Hassanzade,

12. پیاده سازی کنترل دسترسی به شئ (Object)
3. ماتریس کنترل دسترسی (Access Control Matrix)
یک جدول که هر سطر، یک کاربر (Subject) و هر ستون یک فایل (Object) را نمایندگی می کند
خانه های جدول، حقوق دسترسی کاربر به فایل متناظر را نشان می دهند
مزایا
راحتی در درج و حذف حقوق دسترسی
راحتی افزودن و حذف Subject یا Object جدید
معایب
ممکن است بسیاری از خانه ها خالی باشند
H.M.Hassanzade,

13. پایان
H.M.Hassanzade,