[发明专利]一种VxWorks系统驱动层块设备数据访问控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及嵌入式操作系统的访问控制，具体是涉及一种VxWorks系统驱动层块设备数据访问控制方法，属于嵌入式系统安全技术领域。

背景技术

VxWorks系统本身在块设备数据安全上并没有做任何措施，田力、袁佳斌在《嵌入式系统的VxWorks安全性问题研究》一文中提出VxWorks安全内核机制，提出安全标记以及基于多策略的强制访问控制等安全机制，实现了对Wind任务、信号量(二进制/互斥/计数信号量)、消息队列、管道、事件等的安全标记和强制访问控制，提高了VxWorks系统的安全性。但是文中对于VxWorks系统块设备中数据的访问控制研究较少，数据的访问控制依然是个重要的问题。王晋东、董文超等人在《VxWorks系统访问控制机制设计与实现》一文中提出一种访问控制机制，在I/O系统的上层采用安全接口访问敏感数据，安全接口中的安全I/O库函数提供一种数据保护方法，防止敏感数据外泄。安全接口、访问控制接口和安全信息库一起提供安全服务。但是如果在VxWorks系统被侵入的情况下，入侵者可以通过直接调用VxWorks系统的I/O接口绕过安全接口库函数，以访问VxWorks系统重要数据。这是由于文中提出的安全接口中的安全I/O库(sec_ioLib)与VxWorks系统原有的ioLib库(Basic I/O Routines)同处于I/O系统的上层，直接使用ioLib库则可跳过sec_ioLib库。因此，VxWorks系统仍然存在安全性问题。

发明内容

本发明的目的是为了克制上述现有技术存在的问题和不足，提供一种VxWorks系统驱动层块设备数据访问控制方法。

本发明的控制方法是在驱动层对块设备数据进行访问控制，通过在块设备驱动层和dosFs文件系统驱动层嵌入访问监控器，使任务在通过I/O系统访问块设备中数据时进入访问监控器，访问监控器匹配权限库，根据匹配结果对此次访问进行控制，从而提高块设备中数据的安全性。

为了达到上述目的，本发明解决技术问题所采取的技术方案是：

一种VxWorks系统驱动层块设备数据访问控制方法，包括如下步骤：

步骤1、设置权限库

设置VxWorks系统中任务对块设备的访问权限库，VxWorks系统启动时加载该权限库。

步骤2、设置块设备到CBIO设备封装结构

对块设备接口做基本的封装来创建CBIO设备。

步骤3：在块设备驱动层嵌入访问监控器

在块设备读、写函数入口插入块设备层访问监控器函数，dosFs文件系统层的操作传递到块设备驱动层后，根据当前任务ID和块设备匹配权限库，当匹配成功确认有读、写权限，则继续执行块设备读、写操作，否则返回ERROR到dosFs文件系统驱动层，结束调用。

步骤4、在dosFs文件系统驱动层嵌入访问监控器

(I)获取dosFs文件系统驱动层的dosFsRead()函数信息

获取内存中dosFs文件系统驱动层的dosFsRead()函数的汇编指令代码、机器码和dosFsRead()函数入口的内存位置，提取其代码特征。

(II)设计dosFs文件系统驱动层访问监控器

dosFs文件系统驱动层访问监控器根据当前任务ID和块设备匹配权限库，当匹配成功，将处理器的寄存器数据恢复到进入dosFsRead()函数前数据，执行dosFsRead()函数入口第一条汇编指令，预留一条空指令以存放跳转指令；当匹配不成功，则将处理器的寄存器数据恢复到进入dosFsRead()函数前数据，执行dosFsRead()函数入口第一次寄存器入栈操作，预留一条空指令以存放跳转指令。

(III)在dosFs文件系统驱动层嵌入访问监控器

根据步骤4(I)计算获得dosFsRead()函数入口的内存位置和返回ERROR汇编指令代码的内存位置，根据dosFs文件系统驱动层访问监控器函数入口的内存位置，计算合成一条从dosFsRead()函数入口跳转到dosFs文件系统驱动层访问监控器入口的跳转指令机器码，并将该跳转指令机器码覆盖到dosFsRead()函数入口的内存位置。

(IV)完善dosFs文件系统驱动层访问监控器