隨著當代信息社會的快速發(fā)展,未來社會對安全可信的需求越來越高。就操作系統(tǒng)領域而言,當前主流操作系統(tǒng)都是宏內(nèi)核架構(gòu)。這種架構(gòu)在安全性以及靈活性上相比于微內(nèi)核架構(gòu)就有著一定的劣勢。所以近年來全球的科學研究者以及企業(yè)開發(fā)者對微內(nèi)核架構(gòu)的研究興趣越來越濃厚。本文通過對比宏內(nèi)核與微內(nèi)核架構(gòu),發(fā)現(xiàn)微內(nèi)核架構(gòu)的這種特點是符合未來操作系統(tǒng)發(fā)展需求的。認為宏內(nèi)核架構(gòu)是一種面向未來的操作系統(tǒng)架構(gòu),也是未來操作系統(tǒng)發(fā)展的一個重要方向。本論文以在Arm架構(gòu)中開發(fā)的DeHyp微內(nèi)核為基礎對微內(nèi)核架構(gòu)進行了系統(tǒng)的研究。在微內(nèi)核架構(gòu)方面,對該架構(gòu)進行了研究并分析了其架構(gòu)的優(yōu)缺點,然后以DeHyp微內(nèi)核為微內(nèi)核架構(gòu)典型刨析了其各個組成模塊:進程調(diào)度管理模塊,內(nèi)存管理模塊,中斷管理模塊,進程間通信管理模塊以及權能管理模塊;在實現(xiàn)平臺方面,分析研究了x86架構(gòu)中一些與CPU相關的硬件機制:包括分段機制,分頁機制與硬件支持的多任務機制;在引導啟動方面,研究了一些現(xiàn)代操作系統(tǒng)中常用的引導方式及其特點。在完成以上相關技術研究以后,本文設計了能夠深入融合DeHyp微內(nèi)核與x86架構(gòu)的方案,設計并實現(xiàn)了適用于微內(nèi)核的通用引導方式,... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 微內(nèi)核技術的發(fā)展歷史
        1.2.2 國內(nèi)外微內(nèi)核操作系統(tǒng)
    1.3 研究內(nèi)容與相關工作
    1.4 章節(jié)安排
第二章 相關技術基礎
    2.1 微內(nèi)核架構(gòu)
        2.1.1 微內(nèi)核架構(gòu)簡介
        2.1.2 微內(nèi)核架構(gòu)可信的特點
    2.2 DeHyp微內(nèi)核
        2.2.1 進程調(diào)度管理
        2.2.2 內(nèi)核內(nèi)存管理
        2.2.3 中斷管理
        2.2.4 進程間通信管理
        2.2.5 權能管理機制
    2.3 微內(nèi)核的引導
        2.3.1 引導程序簡介
        2.3.2 Bootloader
        2.3.3 x86 中的引導系統(tǒng)
        2.3.4 Multiboot Specification
    2.4 X86 架構(gòu)CPU的硬件機制
        2.4.1 分頁與分段機制
        2.4.2 多任務硬件支持
    2.5 本章小結(jié)
第三章 x86架構(gòu)中微內(nèi)核的總體設計與實現(xiàn)
    3.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)
    3.2 系統(tǒng)引導設計
        3.2.1 Multiboot Specification引導規(guī)范
        3.2.2 入口程序的設計
        3.2.3 X86 架構(gòu)相關底層匯編
        3.2.4 內(nèi)核鏡像的設計
        3.2.5 系統(tǒng)引導的實現(xiàn)
    3.3 x86 架構(gòu)中微內(nèi)核的設計與實現(xiàn)
        3.3.1 GDT與 IDT
        3.3.2 定時器管理設計
        3.3.3 地址空間設計
        3.3.4 任務管理設計
        3.3.5 微內(nèi)核初始化的實現(xiàn)
    3.4 微內(nèi)核的安全增強設計
        3.4.1 安全引導驗證
        3.4.2 內(nèi)核鏡像的加密保護
    3.5 本章小結(jié)
第四章 安全的快速IPC的設計與實現(xiàn)
    4.1 微內(nèi)核中存在的問題
    4.2 微內(nèi)核中IPC優(yōu)化相關研究
    4.3 物理頁面交換算法設計與實現(xiàn)
    4.4 段基址交換算法設計與實現(xiàn)
    4.5 本章小結(jié)
第五章 安全和性能測試實驗與結(jié)果分析
    5.1安全功能測試實驗
        5.1.1 安全引導功能驗證
        5.1.2 內(nèi)核鏡像加密保護功能驗證
    5.2 PPEA與 SBEA算法性能測試
    5.3 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
    6.1 全文工作總結(jié)
    6.2 存在的不足
    6.3 未來的研究與展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的成果



本文編號：3177360