Windows平臺下虛擬執(zhí)行環(huán)境的研究與實現.pdf

1、虛擬化技術是一種將硬件或軟件資源進行分解,以構造多個彼此隔離的執(zhí)行環(huán)境的技術。這種彼此隔離的特性為虛擬化技術的應用奠定了基礎。當前,虛擬化技術在服務器整合、平臺遷移、充分利用系統(tǒng)資源、災難恢復、虛擬應用程序等領域發(fā)揮著越來越重要的作用。
　　 在非安全程序的檢測和調試領域,虛擬化技術發(fā)揮的作用尤其重要。虛擬化技術能夠模擬一個真實的應用程序運行環(huán)境,使得任何運行于其中的應用程序如同運行在真實執(zhí)行環(huán)境中一樣。利用虛擬化技術不僅能夠對

2、應用程序的行為進行監(jiān)控,也能夠保護主機系統(tǒng)免遭惡意程序的破壞。
　　 關于虛擬化,最大的挑戰(zhàn)就是如何更好的實現虛擬執(zhí)行環(huán)境與主機系統(tǒng)的隔離。本文首先概括分析了當前虛擬化技術的研究和發(fā)展現狀,并對比分析了當前流行的各種虛擬化技術,在分析了Windows操作系統(tǒng)分層體系結構的基礎上得出實現一種隔離性強、資源消耗低的操作系統(tǒng)層的虛擬執(zhí)行環(huán)境(OS Level VirtualExecution Environment,OSINEE),該

3、虛擬執(zhí)行環(huán)境的主體是一個“虛擬內核”,該虛擬內核負責文件系統(tǒng)、注冊表資源、進程間通信、系統(tǒng)內核對象、系統(tǒng)守護進程以及網絡子系統(tǒng)的虛擬化。系統(tǒng)的實現基于以下幾點:一是利用虛擬磁盤技術為OSlNEE提供一個虛擬化磁盤,然后利用Windows操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)過濾驅動技術將OSLNEE內的所有文件系統(tǒng)請求重定向到該虛擬磁盤上,從而達到隔離主機系統(tǒng)和虛擬執(zhí)行環(huán)境的目的。二是利用命名空間重定向機制,通過在用戶空間截獲系統(tǒng)庫函數實現網絡子系統(tǒng)、進程

4、間通信以及系統(tǒng)服務的虛擬化;通過在內核態(tài)截獲系統(tǒng)調用實現內核對象和注冊表資源的虛擬化,從而達到為應用程序執(zhí)行提供虛擬系統(tǒng)資源和服務的目的。三是利用寫時拷貝機制(Copy OnWrite,COW),保證主機系統(tǒng)與虛擬執(zhí)行環(huán)境之間的數據一致性。
　　 通過實驗證明,該執(zhí)行環(huán)境能夠為應用程序的運行提供真實的運行環(huán)境,在病毒檢測,不可信程序檢測及調試方面,達到了保護主機系統(tǒng)、隔離惡意破壞行為的目的,并且能夠為后續(xù)應用程序的行為分析提供充