專利名稱：一種基于自學(xué)習(xí)的Linux安全策略配置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計算機與網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于自學(xué)習(xí)的Linux安全策略配置方法。
背景技術(shù)：
隨著Linux操作系統(tǒng)的日益普及,其安全性問題也越來越引起人們注意。SELinux是2.6版本的Linux內(nèi)核中提供的強制訪問控制(MAC)系統(tǒng)。訪問控制通常由用戶預(yù)先配置安全策略，或者系統(tǒng)本身提供基于某個模型的安全策略，然后通過引用監(jiān)控機來實現(xiàn)對系統(tǒng)資源訪問請求的仲裁。訪問控制的目的在于維護系統(tǒng)的保密性、完整性和可用性。對于目前可用的Linux安全模塊來說，SELinux是功能最全面，而且測試最充分的，它是在20年的MAC研究基礎(chǔ)上建立的。SELinux在類型強制服務(wù)器中合并了多級安全性或一種可選的多類策略，并采用了基于角色的訪問控制概念。通過配置可以實現(xiàn)對權(quán)限最小化控制和防止權(quán)限升級等。SELinux改進了對內(nèi)核對象和服務(wù)的訪問控制，改進了對進程初始化、繼承和程序執(zhí)行的訪問控制，改進了對文件系統(tǒng)、目錄、文件和打開文件描述的訪問控制，還改進了對端口、信息和網(wǎng)絡(luò)接口的訪問控制。SELinux主要應(yīng)用了兩項核心技術(shù)，類型加強(TE)和基于角色的訪問控制(RBAC)。TE給每個主體(進程)和系統(tǒng)中的客體定義了一個類型，這些類型定義在SELinux的安全策略文件中，以安全標(biāo)簽形式存放在文件本身的擴展屬性(extended attributes,簡稱xattrs)里。默認(rèn)情況下，主體對客體的操作是不允許的，而由策略定義允許的操作。TE使用主體的域和客體類型的數(shù)據(jù)都存放在策略文件中。因為Linux操作系統(tǒng)自身的復(fù)雜性，以及上層應(yīng)用的多樣性，決定了 SELinux的配置過程異常復(fù)雜。并且，SELinux涉及到操作系統(tǒng)底層的方方面面，更加大了配置管理員正確進行安全配置的難度；同時，如何為操作系統(tǒng)中每一個主體分配合理的權(quán)限，是配置管理員首先要思考的問題，通常這個過程都遵守最小化權(quán)限的原則，即分配給一個主體的權(quán)限必須剛好是能夠滿足該主體的合法訪問的要求，超過這個要求會造成潛在的安全隱患，低于這個要求會導(dǎo)致主體不能正常工作。綜上所述，為一個全新的業(yè)務(wù)系統(tǒng)構(gòu)建一套穩(wěn)定、安全的SELinux策略，這對每一個配置管理員來說都是一項挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于自學(xué)習(xí)的Linux安全策略配置方法，以簡化系統(tǒng)配置的工作流程。本發(fā)明提供一種基于自學(xué)習(xí)的Linux安全策略配置方法，其改進之處在于，在SeLinux的安全服務(wù)器區(qū)中嵌入策略學(xué)習(xí)模塊；所述方法包括如下步驟:(I)安裝Linux操作系統(tǒng),并將改進后的SeLinux作為安裝項；
(2)進入Linux操作系統(tǒng)，開啟策略學(xué)習(xí)模塊流程，并開啟所述策略學(xué)習(xí)模塊的學(xué)習(xí)開關(guān)；(3)部署應(yīng)用軟件與業(yè)務(wù)系統(tǒng)；(4)經(jīng)過一段時間的安全穩(wěn)定運行，關(guān)閉所述策略學(xué)習(xí)模塊的學(xué)習(xí)開關(guān)；(5)手動調(diào)整，合并部分自動生成的訪問控制策略；(6)經(jīng)過一段時間的穩(wěn)定運行，對安全日志進行審計，記錄并生成沒有正常運行的主體名單及訪問的客體名單；(7)手動調(diào)整所述自動生成的訪問控制策略，為所述沒有正常運行的主體名單中的主體添加對應(yīng)客體的訪問權(quán)限；(8)安全策略配置結(jié)束。其中，步驟(2)所述開啟策略學(xué)習(xí)模塊流程包括如下步驟:I)系統(tǒng)啟動，策略學(xué)習(xí)模塊從文件中讀取策略信息；2)操作系統(tǒng)中主體A對客體B進行訪問，策略學(xué)習(xí)模塊通過LSM接口攔截這一訪問過程；3)策略學(xué)習(xí)模塊讀取主體的安全標(biāo)示符SIDa和客體的安全標(biāo)示符SIDb ;判斷所述策略學(xué)習(xí)模塊的學(xué)習(xí)開關(guān)狀態(tài)；4)若所述學(xué)習(xí)開關(guān)為關(guān)，則所述策略學(xué)習(xí)模塊未啟用，移至步驟8)，否則進行步驟
5)；5)向安全服務(wù)器提交策略查詢請求，判斷是否存在<SIDa，SIDb,通過 > 的策略信息；若策略已經(jīng)存在，移至步驟8，否則進行步驟6)；6)所述策略學(xué)習(xí)模塊生成一條策略<SIDa，SIDb，通過 > 并向安全服務(wù)器提交；7)所述策略學(xué)習(xí)模塊將生成的策略保存到策略文件；8)轉(zhuǎn)入Selinux策略處理。其中，步驟8)所述轉(zhuǎn)入Selinux策略處理是指:安全服務(wù)器依據(jù)更新后的安全策略，對本次主客體的訪問進行決策，并將決策結(jié)果交由客體管理器；若決策結(jié)果為通過，客體管理器放行此次主體A對客體B的訪問，若決策結(jié)果為拒絕，則終止此次主體A對客體B的訪問。其中，步驟(3)所述應(yīng)用軟件與業(yè)務(wù)系統(tǒng)是由用戶決定的，需要受到安全保護進行安全配置的應(yīng)用軟件或業(yè)務(wù)系統(tǒng)；其中，步驟(4)和步驟(6)所述一段時間是指用戶進入所述策略學(xué)習(xí)模塊開始，將其全部功能用完一遍的時間。與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明的有益效果為:1.提供自動學(xué)習(xí)開關(guān)，使配置管理員可以人為的控制安全策略自學(xué)習(xí)模式的開關(guān)。2.為SELinux提供了一種安全策略自學(xué)習(xí)模式，絕大多數(shù)系統(tǒng)相關(guān)的安全配置均可由自學(xué)習(xí)模式生成，這簡化了配置管理員的配置工作。3.自學(xué)習(xí)模式生成的策略均滿足主體最小權(quán)限要求，最大可能避免了人工配置出現(xiàn)錯誤(如權(quán)限過大或過小)所帶來的安全或穩(wěn)定方面的隱患，進一步提升了系統(tǒng)的安全性。
4.本發(fā)明的系統(tǒng)運行時不會影響到主體的執(zhí)行。在未應(yīng)用本方法時，SELinux的“客體管理器”在攔截到主客體訪問后會將本次訪問的信息提交給“安全服務(wù)器”進行決策處理，而本方法只是將自學(xué)習(xí)模塊的工作流程放在“安全服務(wù)器”對主客體訪問進行決策處理流程之前，這樣學(xué)習(xí)模塊才能夠有機會自動生成允許本次訪問的安全策略，最終達到策略自學(xué)習(xí)、自動配置的目的；若學(xué)習(xí)模塊是在“安全服務(wù)器”進行決策處理之后再生成安全策略，則會影響到應(yīng)用軟件即主體的正常執(zhí)行。5.本發(fā)明相比傳統(tǒng)的配置方法，一是減輕了安全配置管理員的負(fù)擔(dān)，二是減少人為失誤，提高安全配置策略的質(zhì)量，三是提供開關(guān)，自學(xué)習(xí)的過程可控，提供選擇性。


圖1為本發(fā)明提供的改造后的SELinux安全框架圖。圖2為本發(fā)明提供的基于自學(xué)習(xí)的Linux安全策略配置的實現(xiàn)方法的流程圖。圖3為本發(fā)明提供的策略學(xué)習(xí)模塊的工作流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步的詳細(xì)說明。SELinux的訪問控制規(guī)則存放在安全策略文件中，策略文件分為二進制和源代碼文件，源代碼以策略配置語言的形式描述，由配置管理員創(chuàng)建和維護。源代碼經(jīng)策略配置工具編譯后生成二進制文件。二進制策略在系統(tǒng)啟動過程中被裝載到內(nèi)核空間，形成在內(nèi)存中的策略庫及緩存，并由SELinux安全服務(wù)器管理。對于使用了 SELinux的安全操作系統(tǒng)，在引導(dǎo)后，任何主體對客體進行的訪問請求均會被LSM (Linux安全模塊)的Hook函數(shù)攔截，同時,通過安全服務(wù)器獲取相應(yīng)的訪問策略，并進行決策處理。實現(xiàn)本發(fā)明所述的自學(xué)習(xí)安全策略配置技術(shù)需要對現(xiàn)有SELinux框架做出少量修改，并在安全服務(wù)器區(qū)增加策略學(xué)習(xí)模塊。策略學(xué)習(xí)模塊是本方案實現(xiàn)的關(guān)鍵點。該模塊對配置管理員用戶提供了一個自動學(xué)習(xí)開關(guān)，使得安全服務(wù)器通過判斷開關(guān)狀態(tài)來自動生成訪問控制策略。具體的,本發(fā)明改造過的SELinux體系框架圖如圖1所示。在SELinux安全服務(wù)器一側(cè)嵌入一個策略學(xué)習(xí)模塊，該模塊為配置管理員提供一個自學(xué)習(xí)開關(guān)，并通過開關(guān)是否開啟來選擇是否自動記錄操作系統(tǒng)中主體對客體的訪問請求，并自動生成相應(yīng)的訪問控制策略。策略學(xué)習(xí)模塊主要完成以下三個功能，主客體訪問截獲，策略生成以及策略持久化存儲。策略學(xué)習(xí)模塊隨SELinux模塊加載過程中啟用，借助SELinux的LSM機制截獲操作系統(tǒng)應(yīng)用層主體對計算機各個子系統(tǒng)的訪問請求，實現(xiàn)主客體訪問截獲；隨后依據(jù)策略學(xué)習(xí)開關(guān)狀態(tài)，選擇是否為此次請求的主客體添加新的訪問控制策略，即〈主體，客體，通過或放棄 > 三元組；由于SELinux安全服務(wù)器維護的策略信息僅留存于內(nèi)存，為了保存新生成的策略數(shù)據(jù)，還需要經(jīng)過持久化存儲過程，將新增加的訪問控制策略保存到對應(yīng)的策略文件中。
對應(yīng)的，本發(fā)明提供一種基于自學(xué)習(xí)的Linux安全策略配置方法，其流程圖如圖2所示，其核心思想是:構(gòu)建基于SELinux安全服務(wù)器的策略學(xué)習(xí)模塊。開關(guān)處于開啟狀態(tài)時，記錄LSM攔截的所有主客體之間的訪問請求，自動生成相應(yīng)的訪問控制策略，同時放行請求；當(dāng)開關(guān)關(guān)閉，策略學(xué)習(xí)模塊將不發(fā)揮作用，安全服務(wù)器將返回現(xiàn)有的訪問控制策略。下面以具體步驟展示如何使用本發(fā)明提供的策略自學(xué)習(xí)方法:(I)安裝Linux操作系統(tǒng)，并將改進后的SELinux作為安裝項；(2)進入Linux操作系統(tǒng)，開啟策略學(xué)習(xí)模塊流程，并開啟所述策略學(xué)習(xí)模塊的學(xué)習(xí)開關(guān)；(3)部署應(yīng)用軟件與業(yè)務(wù)系統(tǒng)；所述部署應(yīng)用軟件與業(yè)務(wù)系統(tǒng)是由用戶決定的，需要正常使用，并且需要受到安全保護進行安全配置的應(yīng)用軟件或業(yè)務(wù)系統(tǒng)；對操作系統(tǒng)進行安全配置，一定會影響到操作系統(tǒng)上層運行的應(yīng)用軟件、業(yè)務(wù)系統(tǒng)軟件(都是軟件)等。所謂安全配置的目的，就是限制操作系統(tǒng)上層應(yīng)用軟件的訪問權(quán)限，界定應(yīng)用軟件能夠訪問合法資源的范圍。例如，一個正常的游戲軟件是不會訪問系統(tǒng)管理員賬號和密碼的，那么系統(tǒng)管理員的賬號和密碼就不在該游戲軟件能夠訪問的合法資源范圍內(nèi)，假設(shè)游戲軟件在運行過程中被植入了病毒，該病毒會通過游戲軟件去訪問管理員的賬號和密碼。如果在這之前針對該游戲軟件進行了安全配置，操作系統(tǒng)就能夠自動拒絕該軟件對管理員帳號和密碼的訪問請求，達到提高系統(tǒng)安全的目的。(4)經(jīng)過一段時間的安全穩(wěn)定運行，關(guān)閉所述策略學(xué)習(xí)模塊的學(xué)習(xí)開關(guān)；此處的穩(wěn)定運行一段時間，是為了確保步驟3中所部署的軟件，其所有功能都被用戶使用過。(5)手動調(diào)整，合并相鄰的安全訪問控制策略；本發(fā)明會為每一個主客體之間的訪問，生成一條的獨立安全訪問控制策略，但客體，即系統(tǒng)資源，在安全策略中的具體描述經(jīng)常是可以連續(xù)表示的，比如網(wǎng)絡(luò)端口號，80，81，82等等，因沒有必要為每一個端口號都單獨生成一條安全策略，針對80，81，82這三個網(wǎng)絡(luò)端口的安全策略就可以人工的合并為一條，由80-82來表示。(6)經(jīng)過一段時間的穩(wěn)定運行，對安全日志進行審計，記錄并生成沒有正常運行的主體名單及訪問的客體名單；(7)手動調(diào)整所述自動生成的訪問控制策略，為所述沒有正常運行的主體名單中的主體添加對應(yīng)客體的訪問權(quán)限；(8)安全策略配置結(jié)束。其中，策略學(xué)習(xí)模塊作為SELinux安全服務(wù)器的一部分，隨SELinux框架的加載過程而啟用。因此加載過程無需人工干預(yù)。依據(jù)系統(tǒng)功能設(shè)計，配置管理員可以在系統(tǒng)啟動后選擇是否開啟策略自學(xué)習(xí)開關(guān)，如果選擇開啟，策略學(xué)習(xí)模塊將針對系統(tǒng)后續(xù)的主客體訪問進行記錄，并生成相應(yīng)策略。步驟(2)開啟策略學(xué)習(xí)模塊流程，其流程圖如圖3所示，具體包括如下步驟:I)系統(tǒng)啟動，策略學(xué)習(xí)模塊從文件中讀取策略信息； 2)操作系統(tǒng)中主體A對客體B進行訪問，策略學(xué)習(xí)模塊通過LSM接口攔截這一訪問過程；3)策略學(xué)習(xí)模塊讀取主體的安全標(biāo)示符SIDa和客體的安全標(biāo)示符SIDb ;判斷所述策略學(xué)習(xí)模塊的學(xué)習(xí)開關(guān)狀態(tài)；
4)若所述學(xué)習(xí)開關(guān)為關(guān)，則所述策略學(xué)習(xí)模塊未啟用，移至步驟8)，否則進行步驟5)；5)向安全服務(wù)器提交策略查詢請求，判斷是否存在<SIDa，SIDb,通過 > 的策略信息；若策略已經(jīng)存在，移至步驟8，否則進行步驟6)；6)所述策略學(xué)習(xí)模塊生成一條策略<SIDa，SIDb，通過 > 并向安全服務(wù)器提交；7)所述策略學(xué)習(xí)模塊將生成的策略保存到策略文件；8)轉(zhuǎn)入SELinux策略處理，返回攔截點。所述轉(zhuǎn)入SELinux策略處理是指:安全服務(wù)器依據(jù)更新后的安全策略，對本次主客體的訪問進行決策，并將決策結(jié)果交由客體管理器；若決策結(jié)果為通過，客體管理器放行此次主體A對客體B的訪問，若決策結(jié)果為拒絕，則終止此次主體A對客體B的訪問。最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對本發(fā)明的具體實施方式
進行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種基于自學(xué)習(xí)的Linux安全策略配置方法，其特征在于，在SeLinux的安全服務(wù)器區(qū)中嵌入策略學(xué)習(xí)模塊；所述方法包括如下步驟: (1)安裝Linux操作系統(tǒng)，并將改進后的SeLinux作為安裝項； (2)進入Linux操作系統(tǒng)，開啟策略學(xué)習(xí)模塊流程，并開啟所述策略學(xué)習(xí)模塊的學(xué)習(xí)開關(guān); (3)部署應(yīng)用軟件與業(yè)務(wù)系統(tǒng)； (4)經(jīng)過一段時間的安全穩(wěn)定運行，關(guān)閉所述策略學(xué)習(xí)模塊的學(xué)習(xí)開關(guān)； (5)手動調(diào)整，合并部分自動生成的訪問控制策略； (6)經(jīng)過一段時間的穩(wěn)定運行，對安全日志進行審計，記錄并生成沒有正常運行的主體名單及訪問的客體名單； (7)手動調(diào)整所述自動生成的訪問控制策略，為所述沒有正常運行的主體名單中的主體添加對應(yīng)客體的訪問權(quán)限； (8)安全策略配置結(jié)束。
2.如權(quán)利要求1所述的安全策略配置方法，其特征在于，步驟(2)所述開啟策略學(xué)習(xí)模塊流程包括如下步驟: 1)系統(tǒng)啟動，策略學(xué)習(xí)模塊從文件中讀取策略信息； 2)操作系統(tǒng)中主體A對客體B進行訪問，策略學(xué)習(xí)模塊通過LSM接口攔截這一訪問過程; 3)策略學(xué)習(xí)模塊讀取主體的安全標(biāo)示符SIDa和客體的安全標(biāo)示符SIDb;判斷所述策略學(xué)習(xí)模塊的學(xué)習(xí)開關(guān)狀態(tài)； 4)若所述學(xué)習(xí)開關(guān)為關(guān)，則所述策略學(xué)習(xí)模塊未啟用，移至步驟8)，否則進行步驟5); 5)向安全服務(wù)器提交策略查詢請求，判斷是否存在<SIDA，SIDB，通過〉的策略信息；若策略已經(jīng)存在，移至步驟8，否則進行步驟6)； 6)所述策略學(xué)習(xí)模塊生成一條策略<SIDa，SIDb，通過> 并向安全服務(wù)器提交； 7)所述策略學(xué)習(xí)模塊將生成的策略保存到策略文件； 8)轉(zhuǎn)入Selinux策略處理。
3.如權(quán)利要求1所述的安全策略配置方法，其特征在于，步驟8)所述轉(zhuǎn)入Selinux策略處理是指: 安全服務(wù)器依據(jù)更新后的安全策略，對主客體的訪問進行決策，并將決策結(jié)果交由客體管理器；若決策結(jié)果為通過，客體管理器放行此次主體A對客體B的訪問，若決策結(jié)果為拒絕，則終止此次主體A對客體B的訪問。
4.如權(quán)利要求1所述的安全策略配置方法，其特征在于，步驟(3)所述應(yīng)用軟件與業(yè)務(wù)系統(tǒng)是由用戶決定的，需要受到安全保護進行安全配置的應(yīng)用軟件或業(yè)務(wù)系統(tǒng)。
5.如權(quán)利要求1所述的安全策略配置方法，其特征在于，步驟(4)和步驟(6)所述一段時間是指用戶進入所述策略學(xué)習(xí)模塊開始，將其全部功能用完一遍的時間。
全文摘要
本發(fā)明針對Linux操作系統(tǒng)安全策略配置困難的問題，提出一種基于自學(xué)習(xí)的Linux安全策略配置方法，以簡化系統(tǒng)配置的工作流程。本發(fā)明在SELinux的安全服務(wù)器區(qū)嵌入策略學(xué)習(xí)模塊；該模塊對配置管理員用戶提供了一個自動學(xué)習(xí)開關(guān)，使得安全服務(wù)器通過判斷開關(guān)狀態(tài)來自動生成訪問控制策略。開關(guān)處于開啟狀態(tài)時，記錄LSM攔截的所有主客體之間的訪問請求，自動生成相應(yīng)的訪問控制策略，同時放行請求；當(dāng)開關(guān)關(guān)閉，策略學(xué)習(xí)模塊將不發(fā)揮作用，安全服務(wù)器將返回現(xiàn)有的訪問控制策略。本發(fā)明自學(xué)習(xí)模式生成的策略均滿足主體最小權(quán)限要求，最大可能避免了人工配置出現(xiàn)錯誤所帶來的安全或穩(wěn)定方面的隱患，進一步提升了系統(tǒng)的安全性。
文檔編號G06F9/445GK103176817SQ20121056337
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者時堅, 鄧松, 張濤, 林為民, 李偉偉, 汪晨, 周誠, 管小娟, 朱其軍, 蔣靜 申請人:中國電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司