[發(fā)明專利]一種虛擬機(jī)內(nèi)核完整性保護(hù)方法和裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611119135.5
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106775941A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉瑩;李祉岐;孫磊;劉芮彤;曹明明;劉曉蕾;焦騰;宋潔;石佳磊;唐甜甜;李杰;蘇國華;段紅超;楊璐羽;范維;楊瀅璇;尹琴;李天嘯;周強(qiáng);徐嵐
• 申請（專利權(quán)）人: 北京國電通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司;國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)信息通信產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455;G06F21/56
• 代理公司: 北京風(fēng)雅頌專利代理有限公司11403
• 代理人: 李陽,李浩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種虛擬機(jī)內(nèi)核完整性保護(hù)方法和裝置。

背景技術(shù)

虛擬機(jī)(Virtual Machine)指通過軟件模擬的具有完整硬件系統(tǒng)功能的、運(yùn)行在一個完全隔離環(huán)境中的完整計算機(jī)系統(tǒng)。由于虛擬機(jī)可以充分利用硬件資源，在硬件基礎(chǔ)上建立數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于硬件數(shù)量的模擬系統(tǒng)，具備良好的性價比，因此受到企業(yè)級用戶的廣泛歡迎。特別是近年來，隨著云計算技術(shù)的日益發(fā)展，虛擬機(jī)作為云計算技術(shù)中的關(guān)鍵部分，也在不斷地演進(jìn)和發(fā)展。

對于用戶而言，使用云服務(wù)時最關(guān)心的問題之一，就是個人信息是否可以被有效保護(hù)。在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題：由于虛擬機(jī)通常采用商用操作系統(tǒng)，故內(nèi)核完整性容易遭到破壞，惡意代碼也有多種方法破壞內(nèi)核的控制流和數(shù)據(jù)完整性。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種虛擬機(jī)內(nèi)核完整性保護(hù)方法和裝置，用以實現(xiàn)保護(hù)虛擬機(jī)內(nèi)核控制流不被破壞，保證數(shù)據(jù)完整性。

基于上述目的本發(fā)明提供的一種虛擬機(jī)內(nèi)核完整性保護(hù)方法，包括：

在虛擬機(jī)啟動的過程中，驗證宿主機(jī)和虛擬機(jī)的啟動完整性，建立可信運(yùn)行環(huán)境；

為所述虛擬機(jī)建立第一頁表，所述第一頁表中保存虛擬機(jī)內(nèi)存頁與宿主機(jī)內(nèi)存頁的映射關(guān)系；

在虛擬機(jī)運(yùn)行的過程中，根據(jù)所述可信運(yùn)行環(huán)境，判斷所述虛擬機(jī)中運(yùn)行的模塊是否為不可信模塊；

若判定所述虛擬機(jī)的模塊中存在不可信模塊，建立第二頁表；將所述不可信模塊內(nèi)存頁與所述宿主機(jī)內(nèi)存頁的映射關(guān)系從所述第一頁表移入所述第二頁表。

在一些可選的實施例中，所述在虛擬機(jī)啟動的過程中，驗證宿主機(jī)和虛擬機(jī)的啟動完整性，建立可信運(yùn)行環(huán)境，具體包括：

由物理安全芯片對宿主機(jī)的內(nèi)核完整性進(jìn)行驗證；

若確定所述宿主機(jī)內(nèi)核完整，根據(jù)所述物理安全芯片在宿主機(jī)建立虛擬安全芯片，由所述虛擬安全芯片對所述虛擬機(jī)的內(nèi)核完整性進(jìn)行驗證；

若確定所述虛擬機(jī)內(nèi)核完整，判定已建立可信運(yùn)行環(huán)境。

在一些可選的實施例中，所述方法包括：

判斷所述第二頁表保存的所述映射關(guān)系中的所述宿主機(jī)內(nèi)存頁是否包含可執(zhí)行位；

若包含可執(zhí)行位，去除與所述包含可執(zhí)行位的宿主機(jī)內(nèi)存頁相互映射的所述不可信模塊內(nèi)存頁的可執(zhí)行位。

在一些可選的實施例中，所述方法包括：

在虛擬機(jī)運(yùn)行的過程中，若檢測到第一不可信模塊，查找所述第二頁表是否已經(jīng)建立；

若判定所述第二頁表已經(jīng)建立，查找所述第一不可信模塊內(nèi)存頁與所述宿主機(jī)內(nèi)存頁的映射關(guān)系；

若所述第一不可信模塊內(nèi)存頁與所述宿主機(jī)內(nèi)存頁的映射關(guān)系處于所述第一頁表，將所述第一不可信模塊內(nèi)存頁與所述宿主機(jī)內(nèi)存頁的映射關(guān)系從所述第一頁表移動至所述第二頁表；

若沒有查找到所述第一不可信模塊內(nèi)存頁與所述宿主機(jī)內(nèi)存頁的映射關(guān)系，在所述第二頁表建立所述第一不可信模塊內(nèi)存頁與所述宿主機(jī)內(nèi)存頁的映射關(guān)系。

在一些可選的實施方式中，所述在所述第二頁表建立所述第一不可信模塊內(nèi)存頁與所述宿主機(jī)內(nèi)存頁的映射關(guān)系，具體包括：

判斷所述虛擬機(jī)的當(dāng)前頁表為所述第一頁表或所述第二頁表中的哪一個；

若判定所述虛擬機(jī)的當(dāng)前頁表為第一頁表，根據(jù)所述虛擬機(jī)中的頁表處理函數(shù)在所述第二頁表建立所述第一不可信模塊內(nèi)存頁與所述宿主機(jī)內(nèi)存頁的映射關(guān)系；

若判定所述虛擬機(jī)的當(dāng)前頁表為第二頁表，將所述虛擬機(jī)的當(dāng)前頁表切換至所述第一頁表，根據(jù)所述虛擬機(jī)中的頁表處理函數(shù)在所述第二頁表建立所述第一不可信模塊內(nèi)存頁與所述宿主機(jī)內(nèi)存頁的映射關(guān)系；

將所述虛擬機(jī)的當(dāng)前頁表切換至所述第二頁表。

基于上述目的本發(fā)明還提供一種虛擬機(jī)內(nèi)核完整性保護(hù)裝置，包括：

安全單元，用于在虛擬機(jī)啟動的過程中，驗證宿主機(jī)和虛擬機(jī)的啟動完整性，建立可信運(yùn)行環(huán)境；

保護(hù)單元，用于為所述虛擬機(jī)建立第一頁表，所述第一頁表中保存虛擬機(jī)內(nèi)存頁與宿主機(jī)內(nèi)存頁的映射關(guān)系；

可信度監(jiān)控單元，用于在虛擬機(jī)運(yùn)行的過程中，根據(jù)所述可信運(yùn)行環(huán)境，判斷所述虛擬機(jī)中運(yùn)行的模塊是否為不可信模塊；

所述保護(hù)單元還用于在判定所述虛擬機(jī)的模塊中存在不可信模塊后，建立第二頁表；將所述不可信模塊內(nèi)存頁與所述宿主機(jī)內(nèi)存頁的映射關(guān)系從所述第一頁表移入所述第二頁表。

在一些可選的實施例中，所述安全單元包括：

物理安全芯片，用于對宿主機(jī)的內(nèi)核完整性進(jìn)行驗證；