Кольца защиты (безопасность)


Кольца защиты (безопасность)
Кольца привилегий архитектуры защищённом режиме

Кольца защиты — архитектура информационной безопасности и функциональной отказоустойчивости, реализующая аппаратное разделение системного и пользовательского уровней привилегий. Структуру привилегий можно изобразить в виде нескольких концентрических кругов. В этом случае системный режим (режим супервизора или нулевое кольцо, т.н. "кольцо 0"), обеспечивающий максимальный доступ к ресурсам, является внутренним кругом, тогда как режим пользователя с ограниченным доступом — внешним. Традиционно семейство микропроцессоров

Архитектуре колец защиты обычно противопоставляют системы, основанные на «возможностях» (англ. Capability-based security).

Содержание

Реализация

Поддержка нескольких колец защиты была одной из революционных концепций, включённых в операционную систему

Многие современные архитектуры центральных процессоров (включая популярную архитектуру Windows NT, также как и OS/2 использовала три кольца: кольцо 0 для кода ядра и драйверов устройств, кольцо 2 для привилегированного кода (программы с доступом к операциям ввода-вывода), и кольцо 3 для непривилегированного кода (почти все пользовательские программы).

Оригинальная система Multics имела восемь колец защиты, но многие современные системы имеют как правило меньше. Процессор всегда знает в каком кольце исполняется код, благодаря специальным машинным регистрам. В некоторых системах области виртуальной памяти также связаны с номерами колец, и более привилегированному кольцу даются специальные права (такие как адресация реальной памяти в обход механизма виртуальной памяти).

Механизм колец строго ограничивает пути, с помощью которых управление можно передать от одного кольца к другому, а также предписывает ограничения на операции доступа к памяти, которые могут быть произведены внутри кольца. Обычно существует некоторая инструкция («ворота»), которая передаёт контроль из менее защищённого в более защищённое (с меньшим номером) кольцо; это известно как запрос супервизора во многих операционных системах, использующих кольцевую архитектуру. Этот механизм разработан для того, чтобы ограничить возможности случайного или намеренного нарушения безопасности.

Защита кольца может сочетаться с режимами процессора (режим master/kernel/privileged против режима slave/user/unprivileged) в некоторых системах. Операционные системы, выполняющиеся на аппаратном обеспечении, поддерживающем такие режимы, могут использовать оба способа защиты или только один из них.

Эффективное использование архитектуры колец защиты требует тесного взаимодействия между аппаратными средствами и операционной системой. Операционные системы, разрабатывающиеся так, чтобы они работали на большом количестве платформ, могут иметь различную реализацию механизма колец на каждой платформе. Часто модель безопасности упрощают до двух уровней доступа: уровня «ядра» и уровня «пользователя», даже если аппаратные средства обеспечивают большую степень детализации уровней выполнения.

Режим супервизора

Некоторые фирмы-разработчики и производители процессоров, например, ARM не используют классификацию режимов работы процессора в виде колец защиты.Тем не менее, у большинства современных процессоров (кроме простейших) как правило присутствует несколько режимов работы отличающихся друг от друга доступными в данном режиме привилегиями.

Термином режим супервизора разработчики и производители процессоров как правило называют наиболее привилегированный режим работы процессора. Чаще всего этот режим используется для выполнения ядра операционной системы. Обычно этот режим по функциональности соответствует 0-му кольцу защиты (Ring 0) в x86 процессорах, т.е. предоставляет неограниченный доступ ко всем возможностям процессора, работе с периферией и так далее. Код, работающий в данном режиме, как правило, занимается управлением доступными аппаратными ресурсами, разделением их использования между отдельными задачами (процессами) и так далее, что и привело к такому названию режима.

Режим гипервизора

Некоторые современные процессоры могут предоставлять дополнительный режим работы, известный как режим гипервизора. Как правило данный режим реализуется с целью поддержки технологий виртуализации на уровне аппаратного обеспечения. Это позволяет достигнуть не только одновременного выполнения нескольких задач но и одновременного выполнения нескольких операционных систем на одном процессоре без существенных потерь производительности и без изменения самих операционных систем. Как правило при использовании данного режима полный доступ ко всем ресурсам возможен именно из режима гипервизора. В таком случае режим супервизора уже не является максимально привилегированным и ограничивает многие привилегированные операции. При выполнении привилегированных операций операционными системами в режиме супервизора управление передается специальной программе - гипервизору. Гипервизор осуществляет арбитраж использования имеющихся аппаратных ресурсов несколькими операционными системами аналогично тому как сами операционные системы осуществляют распределение ресурсов между несколькими задачами. По сути, гипервизор обычно является небольшим ядром которое управляет распределением ресурсов между несколькими операционными системами и работает уровнем ниже чем сами операционные системы. В силу этого в терминологии x86 данный режим как правило называют кольцом -1 (Ring -1).

Модель взаимодействия между ЦП и уровнями абстракции ОС


Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Кольца защиты (безопасность)" в других словарях:

  • Кольца защиты — Кольца привилегий архитектуры x86 в защищённом режиме Кольца защиты  архитектура информационной безопасности и функциональной отказоустойчивости, реализующая аппаратное ра …   Википедия

  • ГОСТ Р МЭК 60204-1-2007: Безопасность машин. Электрооборудование машин и механизмов. Часть 1. Общие требования — Терминология ГОСТ Р МЭК 60204 1 2007: Безопасность машин. Электрооборудование машин и механизмов. Часть 1. Общие требования оригинал документа: TN систем питания Испытания по методу 1 в соответствии с 18.2.2 могут быть проведены для каждой цепи… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Непрерывность цепи защиты — 8.2.3. Непрерывность цепи защиты Все внешние электропроводящие части электрооборудования или машины (машин) должны быть соединены с цепью защиты в соответствии с 8.2.1. Исключение см. 8.2.5. Если какая либо часть удаляется, например, при… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Цепь проводника защиты — 12.7.2. Цепь проводника защиты Коллекторные токопроводы, щетки и контактные кольца, являющиеся частью цепи защиты, не должны находиться под напряжением при нормальной работе, поэтому проводник защиты (РЕ) и нейтральный проводник (N) должны иметь… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Загружаемый модуль ядра — (loadable kernel module, LKM)  в информатике  объектный файл, содержащий код, расширяющий возможности ядра операционной системы. Модули используются, чтобы добавить поддержку нового оборудования или файловых систем или для добавления… …   Википедия

  • Microsoft Windows — Эту страницу предлагается переименовать в Windows. Пояснение причин и обсуждение  на странице Википедия:К переименованию/2 апреля 2012. Возможно, её текущее название не соответствует нормам современного русского языка и/или правилам… …   Википедия

  • Линакс — Эта статья об операционной системе, об одноимённом ядре ОС см.: Linux (ядро). GNU/Linux Рабочий стол Разработчик Многочисленные разработчики по всему миру Семейство ОС Unix подобные Исходный код …   Википедия

  • Линукс — Эта статья об операционной системе, об одноимённом ядре ОС см.: Linux (ядро). GNU/Linux Рабочий стол Разработчик Многочисленные разработчики по всему миру Семейство ОС Unix подобные Исходный код …   Википедия

  • Линукс (значения) — Эта статья об операционной системе, об одноимённом ядре ОС см.: Linux (ядро). GNU/Linux Рабочий стол Разработчик Многочисленные разработчики по всему миру Семейство ОС Unix подобные Исходный код …   Википедия

  • Линуксоид — Эта статья об операционной системе, об одноимённом ядре ОС см.: Linux (ядро). GNU/Linux Рабочий стол Разработчик Многочисленные разработчики по всему миру Семейство ОС Unix подобные Исходный код …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.