汽车自动变速器原理与维修-第2章 通用操作系统的安全机制-课件

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1、安全操作系统原理与技术安徽理工大学计算机科学与工程学院 信息安全系张柱 讲师*信息安全系 张柱讲师第2章 通用操作系统的安全机制学习内容: Windows系统的安全机制 Linux系统的安全机制本章重点： Windows系统的结构 Windows系统的安全模型 Linux系统的身份标识与鉴别 Linux系统的自主访问控制、特权管理和安全审计Date信息安全系 张柱讲师第2章 通用操作系统的安全机制(4课时) 2.1 Win系统安全机制2.1.1 Win系统结构操作系统体系结构的设计方法。 较小的系统，可以由相互调用的一系列过程组成，如DOS； 层次系统，即把系统划分成模块和层，没个模块为其他模

2、块 提供一系列函数以供调用； 客户机/服务器结构，每个系统进程称为服务器，提供服务， 可执行的应用称为客户机。如MACH； Windows NT/2000/XP属于层次结构和客户机/服务器结构混合体 。如图2.1所示。Date信息安全系 张柱讲师第2章 通用操作系统的安全机制(4课时) 2.1.1 Win系统结构如图 2.1 Win 操作 系统 结构Date信息安全系 张柱讲师第2章 通用操作系统的安全机制(4课时) 2.1.1 Win系统结构执行者是唯一运行在核心模式的部分，分为三层：硬件抽象 层、微内核和基本操作系统服务模块。硬件抽象层，是核心模式的最底层，为上层提供硬件结构的 接口，方便

3、系统移植。微内核，在硬件抽象层的上方，为低层提供执行、中断、异 常处理和同步支持。在每个基本操作系统服务模块之间，通过定义在每个模块中 的函数进行通信。 被保护的子系统，也称服务器或被保护的服务，提供了应用 程序接口（API）。Date信息安全系 张柱讲师第2章 通用操作系统的安全机制(4课时) 2.1 Win系统安全机制2.1.2 Win安全模型 Windows NT/2000/XP操作系统提供了一组可配置的安全服务 ，达到了TCSEC所规定的C2级安全的要求。 C2级安全服务需要的基本特征：安全登录：自主访问控制：安全审计：内存保护：Date信息安全系 张柱讲师第2章 通用操作系统的安全机

4、制(4课时) 2.1.2 Win安全模型1.Windows NT安全模型 Windows NT安全模型（如图2.2所示）包括5个主要组成部分：登录过程(WinLogon)：提供交互式登录支持；本地安全认证子系统(LSA)：负责在本地计算机上处理用户 登录与身份验证；msv1_0：可接受一个用户名和一个散列密码进行身份验证；安全账号管理器(SAM)：负责维护用户账户数据库；NT LAN Manager(NTLM)：一种挑战/响应协议。Date信息安全系 张柱讲师第2章 通用操作系统的安全机制(4课时) 2.1.2 Win安全模型如图2.2 WinNT的安全模型Date信息安全系 张柱讲师第2章

5、通用操作系统的安全机制(4课时) 2.1.2 Win安全模型2.Windows 2000/XP安全模型 Windows 2000 Server将其安全模型扩展到分布式环境中，并能让 组织识别网络用户，控制他们对资源的访问。使用信任域控 制器身份验证、服务之间的信任委派以及基于对象的访问控 制。核心功能包括与Windows 2000 Active Directory服务的集成；支持Kerberos V5身份验证；验证外部用户的身份时使用公钥证书；保护本地数据的机密文件系统(EFS)；使用IPSec来支持公共网络上的安全通信。 如图2.3所示。Date信息安全系 张柱讲师第2章 通用操作系统的安全

6、机制(4课时) 2.1.2 Win安全模型如图2.3 Win2000的安全模型Date信息安全系 张柱讲师第2章 通用操作系统的安全机制(4课时) 2.1.2 Win安全模型3.Windows 的域和委托 域模型是Windows网络系统的核心，其安全性比工作组更加突出 。 域是一些服务器的集合，这些服务器被归为一组，并共享同一 个安全策略和用户账号数据库。 域由一个主域控制器、备份域控制器、服务器和工作站组成。 委托是一种管理方法，它将两个域连接在一起并允许域里的用 户相互访问，能够使用户账号和工作组能够在建立它们的域 之外的域中使用。委托包括受托域和委托域。 委托关系是单向的，NT中存在三种

7、委托关系：单一域模型、主 域模型和多主域模型。Date信息安全系 张柱讲师第2章 通用操作系统的安全机制(4课时) 2.1.2 Win安全模型4.Windows 安全性组件 Windows NT/2000/XP安全模型的安全子系统组件和数据库如下 ： 安全引用监视器(SRM)：NTOSKRNL.EXE 本地安全认证(LSA)服务器：LSASS.EXE LSA策略数据库：注册表HKEY-LOCAL-MACHINEsecurity下 安全账号管理器服务 SAM数据库：注册表HKEY-LOCAL-MACHINESAM下 默认身份认证包：msv1_0.dll 登录进程：WINLOGON.EXE 网络登

8、录服务：SERVICES.EXEDate信息安全系 张柱讲师第2章 通用操作系统的安全机制(4课时) 2.1 Win系统安全机制2.1.3 Win系统登录过程 登录是通过WinLogon、LSA、一个或多个身份认证包以及SAM 相互作用的过程。 身份认证包是执行身份验证检查的动态链接库，msv1_0.dll是一 个用于交互式登录的身份认证包，负责将用户信息处理后 生成密钥，同SAM数据库中存储的密钥进行对比。 WinLogon是一个受托进程，负责管理与安全性相关的用户相互 作用，确保与安全性相关的操作对任何其他活动的进程是不 可见的。 登录进程的认证和身份验证都是在名为GINA的可替换DLL中

9、实 现的。Date信息安全系 张柱讲师第2章 通用操作系统的安全机制(4课时) 2.1.3 Win系统登录过程1.WinLogon初始化 1)创建并打开一个窗口站以代表键盘、鼠标和监视器。 2)创建并打开三个桌面。 3)建立与LSA的LPC连接。 4)调用LasLookupAuthenticationPackage来获得与msv1_0相关的ID ，用作用户登录时的身份验证。 5)创建窗口初始化并注册一个与WinLogon程序相关的窗口等级 的数据结构。 6)用刚创建的窗口注册与之相关的安全注意序列(SAS)热键序列 。 7)注册该窗口以便在用户注销或屏幕保护程序时间到时能调用该 窗口相关的程序

10、。Date信息安全系 张柱讲师第2章 通用操作系统的安全机制(4课时) 2.1.3 Win系统登录过程2.用户登录步骤 当用户按下SAS时开始登录，WinLogon切换到安全桌面并提示 输入用户名和口令。WinLogon为该用户创建一个唯一的本 地组，并将桌面实例分配给该用户。WinLogon将该组传送 到LSA。若用户成功登陆，该组将包括在登录进程令牌中。 在输入用户名和口令后，WinLogon调用LSA，传递登录信息并 指定身份验证包来接收登录信息。 msv1_0身份验证包获取用户名称和口令信息并向SAM发送请求 检索账号信息，然后对比存储在SAM中的口令和文件名。 如果信息匹配，msv1

11、_0生成一个唯一的用于登录会话的标识符 ，并通过调用与会话的唯一标识符相关的LSA来创建登录会 话，传递用户最终创建访问令牌所需的信息。 LSA查看本地规则数据库。Date信息安全系 张柱讲师第2章 通用操作系统的安全机制(4课时) 2.1 Win系统安全机制2.1.4 Win资源访问 Windows 2000的资源对象包括文件、设备、邮件槽、命名和未 命名管道、进程、线程、事件、互斥体、信号量、可等待定 时器、访问令牌、窗口站、桌面、网络共享、服务、注册表 键和打印机。被导出到用户态的系统资源是作为对象来实现 的。 Windows 2000在访问任何系统资源之前都要进行身份验证登录 。Dat

12、e信息安全系 张柱讲师第2章 通用操作系统的安全机制(4课时) 2.1.4 Win资源访问1.安全性描述符和访问控制 为了实现进程间的安全访问，Windows中的所有对象，在被创建时都 被分配安全描述符，含如下属性，其构成如下图所示。所有者SID和组SID自主访问控制列表(DACL)系统访问控制列表(SACL)Date信息安全系 张柱讲师第2章 通用操作系统的安全机制(4课时) 2.1.4 Win资源访问访问控制ACL包括一个ACL头和零或多个ACE结构。空ACL， 具有零个ACE的ACL。 DACL中，每个ACE都包含一个安全标识和访问掩码。并包含“ 允许访问”和“拒绝访问”两种类型中的一种

13、ACE。如果安全 访问控制符中没有DACL，则每个用户就拥有对象的完全访 问权。如果DACL为空，则没有用户可以访问该对象。 SACL只包含系统审计ACE，指明特定用户或组在对象上进行的 应得到审计的操作。如果SACL为空，则对象不会被审计。Date信息安全系 张柱讲师第2章 通用操作系统的安全机制(4课时) 2.1.4 Win资源访问1)ACL的分配若调用者创建对象时提供一个安全描述符，则系统把该描述 符应用到对象中。若未提供安全描述符，而对象有名称，则系统在存储新对象 名称的目录中查看安全描述符。若以上两种情况都没有出现，系统会从访问令牌中检索默认 的ACL，并应用到新对象。Date信息安

14、全系 张柱讲师第2章 通用操作系统的安全机制(4课时) 2.1.4 Win资源访问2)访问控制算法两种算法： 确定允许访问对象的最大权限，对应函数为： GetEffectiveRightFromAcl 通过检查ACL中的ACE项，来生成授予访问掩码和拒绝访问 掩码。 确定是否允许一个特定的所希望的访问，对应函数为： AccessCheck、AccessCheckByType和TrustedAccessToObject 依据调用者的访问令牌来确定是否授予所申请的指定访问权 限。 两种算法的访问有效性都依赖于访问拒绝ACE被放置在访问允 许ACE之前。Date信息安全系 张柱讲师第2章 通用操作系

15、统的安全机制(4课时) 2.1.4 Win资源访问第一种算法的步骤： 若对象没有DACL，系统将授予所有的访问权限。 若调用者具有所有权，系统将在检查DACL之前授予写入访问 权限。 若调用者是对象所有者，则别授予读取控制和写入DACL的访 问权力。 对于每个访问拒绝ACE，若其中包含与调用者的访问令牌相 匹配的SID，则ACE的访问掩码被添加到拒绝访问掩码上。 对于每个访问允许的ACE，若其中包含与调用者的访问令牌 相匹配的SID，除非访问已被拒绝，否则ACE的访问掩码被 添加到允许访问掩码上。 完成后，授予访问掩码作为允许访问对象的最大权限返回给调 用者。Date信息安全系 张柱讲师第2章 通用操作系统的安全机制(4课时) 2.1.4 Win资源访问2)访问控制算法 Win32中处理对象的每个打开的函数都有一个参数用来指定访问 掩码。第二种算法的步骤： 若对象没有DACL，系统将授予所有的访问权限。 若调用者具有所有权，系统将在检查DACL之前授予写入访问 权限。如果写入权限是唯一请求的访问权力，则安全系统把 它授予调用者。 若调用者是对象所有者，则别授予读取控制和写入DACL的访 问权