本發(fā)明涉及的是一種云主機操作系統(tǒng)加固方法。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有技術(shù)中，公知的技術(shù)是系統(tǒng)管理模式(System Management Mode, SMM)是Intel在386SL之后引入x86體系結(jié)構(gòu)的執(zhí)行模式，它是CPU四種運行模式中的一種，其它三種是實模式、保護模式、v86模式。SMM只能通過系統(tǒng)管理中斷（System Management Interrupt, SMI） 進(jìn)入，并只能通過執(zhí)行RSM指令退出。SMM模式對操作系統(tǒng)透明，換句話說，操作系統(tǒng)根本不知道系統(tǒng)何時進(jìn)入SMM模式，也無法感知SMM模式曾經(jīng)執(zhí)行過，

隨著互聯(lián)網(wǎng)帶寬的不斷升級，云計算在日常生活中的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普及。計算機安全問題，例如病毒、木馬等導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露和數(shù)據(jù)篡改等問題，也變得更為嚴(yán)重。在上述背景下，解決面向操作系統(tǒng)安全問題、保障使用云客戶機系統(tǒng)安全已成為計算機安全的一個重要關(guān)鍵技術(shù)點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足而提供一種技術(shù)方案，該方案的方法在系統(tǒng)管理模式SMM模式下，對操作系統(tǒng)重要模塊進(jìn)行校驗，校驗方法是基于HASH方法進(jìn)行實現(xiàn)，對應(yīng)的Hash數(shù)值存放于系統(tǒng)管理內(nèi)存（System Management RAM,SMRAM）空間中，由于客戶域系統(tǒng)軟件一般是不能訪問該空間數(shù)據(jù)的，因此掃描模塊和Hash文件庫對上層操作系統(tǒng)透明，具備更高安全性。

本方案是通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)的：1. 一種云主機操作系統(tǒng)加固方法，其特征在于包括如下步驟：

1）在操作系統(tǒng)的模塊中插入楔子代碼，楔子代碼會觸發(fā)陷入系統(tǒng)管理模式SMM動作；

2）觸發(fā)后，CPU切換在系統(tǒng)管理模式SMM下，每次進(jìn)入SMM后執(zhí)行程序入口地址都不會一樣，檢測模塊對操作系統(tǒng)完整性進(jìn)行校驗，檢測惡意軟件對操作系統(tǒng)的篡改。

所述的校驗采用HASH算法進(jìn)行實現(xiàn)。

HASH算法對應(yīng)的HASH數(shù)值存放在系統(tǒng)管理內(nèi)存SMRAM的空間內(nèi)。

通過TPM芯片對HASH數(shù)值型加密。

在系統(tǒng)管理模式SMM中對HASH數(shù)值建立白名單，使HASH算法正常執(zhí)行。

所述的白名單包括特殊軟件和操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所述的特殊軟件包括殺毒軟件，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括GDT表、驅(qū)動程序。

楔子代碼插入的位置選擇的是sysenter和syscall指令指向的內(nèi)核代碼的入口位置。

本方案的有益效果可根據(jù)對上述方案的敘述得知，由于在該方案中在操作系統(tǒng)的關(guān)鍵模塊插入楔子代碼，該代碼會觸發(fā)陷入SMM動作，觸發(fā)成功后，CPU將切換在SMM模式下，此時檢測模塊會對操作系統(tǒng)完整性進(jìn)行校驗，以檢測惡意軟件對操作系統(tǒng)的篡改。楔子代碼插入位置，這里選擇的是sysenter和syscall指令指向的內(nèi)核代碼的入口位置。在SMM模式下一切被都屏蔽，包括所有的中斷。SMM模式下的執(zhí)行的程序被稱作SMM處理程序，所有的SMM處理程序只能在系統(tǒng)管理內(nèi)存（System Management RAM,SMRAM）的空間內(nèi)運行。操作系統(tǒng)不可以訪問該空間，惡意軟件和病毒一般是不能訪問該空間，因此掃描模塊具備較強的隔離型，而SMM處理程序能夠訪問整個內(nèi)存空間；每次進(jìn)入SMM后執(zhí)行程序入口地址都不會一樣，使得跟蹤SMM執(zhí)行變得更為困難。

Hash數(shù)值經(jīng)TPM芯片進(jìn)行了加密，即使第三方能獲取到這些數(shù)值，解密修改這些數(shù)據(jù)也將具備更高的復(fù)雜度，基于TPM芯片進(jìn)行加密和解密操作，減少了CPU執(zhí)行計算任務(wù)負(fù)荷，節(jié)省了系統(tǒng)資源，縮減了每次執(zhí)行檢驗的時間間隔

本方案是基于白名單方式校驗Hash數(shù)值，加入到白名單主要包括了操作系統(tǒng)主要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和一些特殊應(yīng)用軟件。操作系統(tǒng)重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括了GDT表、驅(qū)動程序等；特殊應(yīng)用軟件主要包括了殺毒軟件等特殊程序。本方案同時適合于校驗運行在物理機中操作系統(tǒng)完整性，也可以校驗運行在虛擬域中操作系統(tǒng)的完整性。本方法不僅能夠校驗運行在虛擬域中操作系統(tǒng)完整性，同時能夠校驗hypervisor層重要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的完整性，為云計算環(huán)境提供更完整的數(shù)據(jù)校驗功能。

由此可見，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有突出的實質(zhì)性特點和顯著的進(jìn)步，其實施的有益效果也是顯而易見的。

具體實施方式

為能清楚說明本方案的技術(shù)特點，下面通過一個具體實施方式，對本方案進(jìn)行闡述。

本方案的云主機操作系統(tǒng)加固方法，包括如下步驟：

1）在操作系統(tǒng)的模塊中插入楔子代碼，楔子代碼會觸發(fā)陷入系統(tǒng)管理模式SMM動作；

2）觸發(fā)后，CPU切換在系統(tǒng)管理模式SMM下，每次進(jìn)入SMM后執(zhí)行程序入口地址都不會一樣，檢測模塊對操作系統(tǒng)完整性進(jìn)行校驗，檢測惡意軟件對操作系統(tǒng)的篡改。

所述的校驗采用HASH算法進(jìn)行實現(xiàn)，HASH算法對應(yīng)的HASH數(shù)值存放在系統(tǒng)管理內(nèi)存SMRAM的空間內(nèi)，通過TPM芯片對HASH數(shù)值型加密，在系統(tǒng)管理模式SMM中對HASH數(shù)值建立白名單，使HASH算法正常執(zhí)行，所述的白名單包括特殊軟件和操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所述的特殊軟件包括殺毒軟件，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括GDT表、驅(qū)動程序。

楔子代碼插入的位置選擇的是sysenter和syscall指令指向的內(nèi)核代碼的入口位置。

本發(fā)明并不僅限于上述具體實施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。