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[26246] 2020-09-06_CPU有个禁区，内核权限也无法进入！

文档创建者：s7ckTeam
浏览次数：2
最后更新：2025-01-19
2020-09-06_CPU有个禁区，内核权限也无法进入！ C P U 有 个 禁 区 ， 内 核 权 限 也 无 法 进 入 ！ L i n u x 学 习   2 0 2 0 - 0 9 - 0 6 以 下 文 章 来 源 于 编 程 技 术 宇 宙   ， 作 者 轩 辕 之 风 O 来 自 公 众 号 ： 来 自 公 众 号 ： 编 程 技 术 宇 宙 编 程 技 术 宇 宙 神 秘 项 目 神 秘 项 目 我 是 C P U 一 号 车 间 的 阿 Q ， 是 的 ， 我 又 来 了 。 最 近 一 段 时 间 ， 我 几 次 下 班 约 隔 壁 二 号 车 间 虎 子 ， 他 都 推 脱 没 有 时 间 ， 不 过 也 没 看 见 他 在 忙 个 啥 。 前 几 天 ， 我 又 去 找 他 ， 还 是 没 看 到 他 人 ， 却 意 外 地 在 他 桌 上 发 现 了 一 份 文 件 ， 打 开 一 看 是 一 个 代 号 为 S G X 的 神 秘 项 目 ， 还 是 厂 里 领 导 亲 自 带 头 攻 坚 。 仔 细 看 了 看 ， 原 来 ， 自 从 上 次 的 攻 击 事 件 （ 详 情 ： 完 了 ！ C P U 一 味 求 快 出 事 儿 了 ！ ） 发 生 以 来 ， 领 导 一 直 忧 心 忡 忡 ， 虽 然 当 时 依 靠 操 作 系 统 提 供 的 办 法 暂 解 了 燃 眉 之 急 ， 不 过 治 标 不 治 本 ， 我 们 自 身 的 缺 陷 一 直 存 在 ， 保 不 准 哪 天 还 要 翻 车 。 这 个 代 号 为 S G X 的 神 秘 项 目 全 称 S o f t w a r e   G u a r d   E x t e n s i o n s ， 志 在 全 面 改 革 ， 提 升 咱 们 C P U 的 安 全 能 力 。 编 程 技 术 宇 宙 编 程 技 术 宇 宙   . 一 个 文 章 很 酷 的 公 众 号 ~
偷 听 会 议 偷 听 会 议 我 瞬 间 不 高 兴 了 ， 这 么 重 要 的 项 目 ， 居 然 没 找 我 参 加 ？ 随 即 ， 我 来 到 了 领 导 的 办 公 室 ， 果 然 他 们 几 个 在 开 着 秘 密 会 议 ， 而 我 就 凑 在 一 旁 偷 听 。 “ 诸 位 ， 你 们 都 是 咱 们 厂 里 的 核 心 骨 干 ， 关 于 这 次 安 全 能 力 提 升 的 事 情 ， 大 家 回 去 之 后 有 没 有 什 么 想 法 ， 请 畅 所 欲 言 ！ ” ， 我 听 到 领 导 在 讲 话 。 核 心 骨 干 ？ 难 道 我 阿 Q 不 是 核 心 骨 干 吗 ？ 真 是 气 抖 冷 ！ 沉 闷 了 一 小 会 儿 ， 隔 壁 二 号 车 间 虎 子 才 说 到 ： “ 咱 们 现 在 不 是 有 安 全 访 问 级 别 吗 ， 从 R i n g 0 到 R i n g 3 ， 已 经 可 以 很 好 到 隔 绝 应 用 程 序 的 攻 击 了 啊 ”
领 导 摇 了 摇 头 ， “ 尽 管 如 此 ， 但 是 一 些 恶 意 软 件 可 以 利 用 操 作 系 统 的 漏 洞 可 以 获 取 到 R i n g 0 的 权 限 ， 咱 们 现 有 的 安 全 保 护 就 荡 然 无 存 了 ” “ 那 也 是 操 作 系 统 的 锅 ， 要 改 进 也 该 让 他 们 做 啊 ， 关 我 们 什 么 事 呢 ？ ” ， 虎 子 继 续 说 到 。 “ 你 忘 记 前 段 时 间 针 对 咱 们 C P U 发 起 的 攻 击 了 吗 ？ ” 此 话 一 出 ， 会 场 瞬 间 安 静 了 。 就 这 水 平 ， 领 导 居 然 请 他 来 不 请 我 ！ 领 导 缓 了 缓 ， 接 着 说 到 ： “ 咱 们 不 能 总 依 赖 操 作 系 统 的 安 全 保 护 ， 咱 们 自 己 也 得 拿 出 点 办 法 。 我 觉 得 现 有 的 安 全 机 制 不 够 ， 操 作 系 统 漏 洞 频 出 ， 很 容 易 被 攻 破 ， 咱 们 现 在 不 能 信 任 操 作 系 统 ， 得 彻 底 全 面 的 改 革 ！ ” 这 时 ， 五 号 车 间 的 代 表 说 话 了 ： “ 领 导 ， 我 回 去 调 研 了 一 下 ， 了 解 到 咱 们 的 竞 争 对 手 推 出 了 一 个 叫 T r u s t Z o n e 的 技 术 ， 用 于 支 持 可 信 计 算 可 信 计 算 ， 号 称 提 供 了 一 个 非 常 安 全 的 环 境 专 门 支 持 对 安 全 性 要 求 极 高 的 程 序 运 行 ， 像 什 么 支 付 啊 、 指 纹 认 证 之 类 的 ， 咱 们 要 做 的 话 可 以 参 考 一 下 ” 听 完 T r u s t Z o n e 的 介 绍 ， 三 号 车 间 老 哥 仿 佛 找 到 了 灵 感 ， 激 动 的 说 到 ： “ 有 了 ！ 咱 们 可 以 在 内 存 中 划 出 咱 们 可 以 在 内 存 中 划 出 一 片 特 殊 的 区 域 ， 作 为 最 高 机 密 的 空 间 。 将 高 度 机 密 的 程 序 代 码 和 数 据 放 在 这 里 面 运 行 ， 再 引 入 一 片 特 殊 的 区 域 ， 作 为 最 高 机 密 的 空 间 。 将 高 度 机 密 的 程 序 代 码 和 数 据 放 在 这 里 面 运 行 ， 再 引 入 一 种 新 的 工 作 模 式 ， 咱 们 一 种 新 的 工 作 模 式 ， 咱 们 C P U 只 有 在 这 种 模 式 下 才 允 许 访 问 这 个 安 全 空 间 ， 否 则 就 算 是 有 只 有 在 这 种 模 式 下 才 允 许 访 问 这 个 安 全 空 间 ， 否 则 就 算 是 有 R i n g 0 的 权 限 也 不 能 访 问 ！ 的 权 限 也 不 能 访 问 ！ ”
引 进 一 个 新 的 工 作 模 式 ， 这 种 思 路 倒 是 很 新 鲜 ， 大 家 纷 纷 议 论 开 来 。
“ 这 个 安 全 空 间 技 术 上 要 怎 样 实 现 呢 ？ ” “ 线 程 怎 么 进 入 和 退 出 安 全 空 间 ？ 恶 意 程 序 进 去 了 怎 么 办 ？ ” “ 怎 么 调 用 外 部 普 通 空 间 的 函 数 呢 ？ 外 部 函 数 被 攻 击 了 怎 么 办 ？ ” “ 需 要 系 统 调 用 怎 么 办 ？ 中 断 和 异 常 怎 么 办 ？ ” 短 短 一 小 会 儿 时 间 ， 大 家 就 七 嘴 八 舌 提 了 一 堆 问 题 出 来 · · · 领 导 给 他 们 几 个 一 一 分 配 了 任 务 ， 下 去 思 考 这 些 问 题 的 解 决 办 法 ， 过 几 天 再 进 行 讨 论 。 在 他 们 散 会 离 场 前 ， 我 匆 忙 离 开 了 。 主 动 出 击 主 动 出 击 这 可 是 个 表 现 的 好 机 会 ， 要 是 能 解 决 上 面 的 问 题 ， 领 导 说 不 定 能 让 我 加 入 这 个 项 目 组 。 对 于 安 全 空 间 实 现 问 题 ， 既 然 是 从 内 存 上 划 出 来 的 区 域 ， 自 然 得 从 内 存 的 访 问 控 制 上 做 文 章 。 我 跟 咱 们 厂 里 内 存 管 理 单 元 内 存 管 理 单 元 M M U 的 小 黑 还 算 有 些 交 情 ， 打 算 去 向 他 请 教 一 番 。 听 完 我 的 需 求 ， 小 黑 不 以 为 意 ， “ 就 这 啊 ， 小 事 一 桩 ， 访 问 内 存 时 我 会 进 行 权 限 检 查 ， 到 时 候 除 了 之 前 已 有 的 检 查 ， 再 加 一 道 检 查 就 可 以 ： 如 果 发 现 是 要 访 问 安 全 空 间 的 页 面 ， 再 检 查 一 下 当 前 的 工 作 模 式 是 否 正 确 ” 其 他 几 个 问 题 我 也 有 了 自 己 的 想 法 ， 安 全 空 间 按 照 创 建 创 建 - 初 始 化 初 始 化 - 进 入 进 入 - 退 出 退 出 - 销 毁 销 毁 的 顺 序 进 行 使 用 。 ： 通 过 执 行 E C R E A T E 指 令 创 建 一 个 安 全 空 间 ， ： 通 过 执 行 E I N I T 指 令 对 刚 才 创 建 的 安 全 空 间 进 行 初 始 化 ： 通 过 执 行 E E N T E R / E E X I T 指 令 进 入 和 退 出 安 全 空 间 ， 类 似 于 系 统 调 用 的 S Y S E N T E R / S Y S E X I T 指 令 。 提 前 设 置 好 入 口 地 址 ， 进 入 安 全 空 间 后 需 要 从 指 定 的 地 方 开 始 执 行 ， 避 免 外 面 的 程 序 乱 来 。 执 行 这 两 条 指 令 的 同 时 C P U 进 行 安 全 模 式 的 切 换 。 ： 遇 到 中 断 和 异 常 ， 需 要 转 而 执 行 操 作 系 统 内 核 处 理 代 码 ， 而 操 作 系 统 是 不 能 被 信 任 的 。 需 要 执 行 A E X 指 令 退 出 ， 将 在 安 全 空 间 执 行 的 上 下 文 保 存 起 来 ， 以 便 回 头 继 续 执 行 。 ： 系 统 调 用 有 点 麻 烦 ， 需 要 进 入 操 作 系 统 内 核 空 间 ， 因 为 不 能 信 任 操 作 系 统 ， 同 样 需 要 先 退 出 安 全 空 间 ， 执 行 完 系 统 调 用 再 进 来 。 创 建 初 始 化 进 入   &   退 出 中 断   &   异 常 系 统 调 用
： 系 统 调 用 有 点 麻 烦 ， 需 要 进 入 操 作 系 统 内 核 空 间 ， 因 为 不 能 信 任 操 作 系 统 ， 同 样 需 要 先 退 出 安 全 空 间 ， 执 行 完 系 统 调 用 再 进 来 。 ： 安 全 空 间 和 外 部 可 以 互 相 调 用 函 数 ， 普 通 空 间 调 用 安 全 空 间 函 数 叫 E C A L L ， 安 全 空 间 调 用 外 部 空 间 函 数 叫 O C A L L 。 调 用 的 方 式 类 似 操 作 系 统 的 系 统 调 用 ， 不 同 的 是 操 作 系 统 的 函 数 是 内 核 提 供 ， 安 全 空 间 的 函 数 是 应 用 程 序 自 己 定 义 的 ： 通 过 执 行 E R E M O V E 指 令 销 毁 一 个 安 全 空 间 我 还 给 这 个 安 全 空 间 取 了 一 个 名 字 ， 叫 ： E n c l a v e ， 自 然 而 然 咱 们 C P U 的 工 作 模 式 就 分 了 E n c l a v e 模 式 和 非 E n c l a v e 模 式 。 内 存 加 密 内 存 加 密 随 后 ， 我 把 我 的 这 些 想 法 整 理 出 来 ， 来 到 了 领 导 办 公 室 ， 主 动 申 请 加 入 S G X 项 目 组 。 领 导 显 然 对 我 的 到 来 有 些 意 外 ， 不 过 看 完 我 准 备 的 材 料 还 是 满 意 的 同 意 了 我 的 申 请 ， 让 我 也 参 与 下 一 次 的 讨 论 会 ， 真 是 功 夫 不 负 有 心 人 ！ 很 快 就 到 了 下 一 次 的 会 议 ， 我 再 也 不 用 在 门 外 偷 听 了 。 函 数 调 用 销 毁
会 议 上 我 的 方 案 得 到 了 大 家 的 一 致 认 可 ， 只 有 八 号 车 间 的 代 表 不 以 为 然 ： “ 安 全 空 间 的 方 案 是 很 好 ， 但 是 还 差 一 个 最 重 要 的 东 西 ， 要 是 加 上 这 个 ， 那 就 完 美 了 ！ ” “ 是 什 么 ？ ” ， 大 家 齐 刷 刷 的 望 向 了 老 八 。 “ 这 些 形 形 色 色 的 攻 击 方 式 ， 最 终 都 是 要 读 写 内 存 数 据 ， 而 他 们 屡 屡 得 手 的 根 本 原 因 在 于 什 么 ？ ” ， 老 八 说 到 。 大 家 一 头 雾 水 ， 不 知 道 他 想 表 达 什 么 。 “ 老 八 ， 你 就 别 卖 关 子 了 ， 快 说 吧 ！ ” 老 八 站 了 起 来 ， 说 到 ： “ 其 根 本 原 因 就 在 于 内 存 中 的 数 据 是 明 文 ， 一 旦 数 据 泄 漏 就 可 能 造 成 严 重 后 果 。 而 如 果 我 们 把 安 全 空 间 的 内 存 数 据 加 密 了 呢 ？ 即 便 我 们 的 防 线 都 失 守 了 ， 对 方 拿 到 的 也 只 是 加 密 后 的 数 据 ， 做 不 了 什 么 ！ ” 老 八 的 话 如 当 头 一 棒 ， 我 怎 么 就 没 往 这 个 方 向 考 虑 。 “ 加 密 ？ 那 什 么 时 候 解 密 呢 ？ ” ， 虎 子 问 到 。
“ 问 得 好 ， 我 建 议 咱 们 厂 里 内 存 管 理 部 门 设 置 一 个 内 存 加 密 引 擎 电 路 内 存 加 密 引 擎 电 路 M E E ( m e m o r y   e n c r y p t i o n e n g i n e ) ， 对 安 全 空 间 的 数 据 进 行 透 明 的 加 解 密 ， 数 据 写 入 内 存 时 加 密 ， 读 入 咱 们 C P U 内 部 时 再 解 密 ！ ” 虎 子 一 听 说 到 ： “ 唉 ， 这 个 好 ， 建 议 全 面 推 广 ， 干 嘛 只 在 安 全 空 间 用 啊 ” 老 八 拍 了 拍 虎 子 的 头 ： “ 说 你 虎 ， 你 还 真 虎 ， 这 玩 意 对 性 能 影 响 不 可 小 觑 ， 怎 么 能 随 便 用 呢 ， 好 钢 要 用 到 刀 刃 上 ！ ” “ 好 ！ 老 八 这 个 建 议 好 。 我 决 定 这 个 项 目 就 由 老 八 来 牵 头 ！ ” ， 领 导 拍 案 而 起 。 散 会 后 ， 虎 子 笑 我 忙 活 半 天 还 是 没 有 当 上 牵 头 人 ， 我 倒 是 很 看 得 开 ， 能 一 起 参 与 就 不 错 了 ， 学 到 技 术 才 是 王 道 ～
彩 蛋 彩 蛋 S G X 项 目 上 马 后 ， 咱 们 C P U 的 安 全 性 有 了 很 大 的 提 升 ， 然 而 我 们 花 了 这 么 大 力 气 打 造 出 的 这 个 安 全 空 间 真 的 如 铁 桶 一 般 ， 牢 不 可 破 吗 ？ 预 知 后 事 如 何 ， 请 关 注 后 续 精 彩 · · · · · · 受 限 于 故 事 形 式 ， S G X 技 术 的 很 多 实 现 细 节 不 便 展 开 ， 感 兴 趣 实 现 原 理 的 朋 友 参 考 阅 读 下 面 的 文 章 ： S G X 技 术 的 分 析 和 研 究 ： h t t p : / / w w w . j o s . o r g . c n / h t m l / 2 0 1 8 / 9 / 5 5 9 4 . h t m I n t e l   S G X 学 习 ： h t t p s : / / z h u a n l a n . z h i h u . c o m / p / 5 0 8 9 4 0 0 9 I n t e l   官 方 文 档 ： h t t p s : / / s o f t w a r e . i n t e l . c o m / s i t e s / d e f a u l t / f i l e s / a r t i c l e / 4 1 3 9 3 6 / h a s p - 2 0 1 3 - i n n o v a t i v e - i n s t r u c t i o n s - a n d - s o f t w a r e - m o d e l - f o r - i s o l a t e d - e x e c u t i o n . p d f ● 输 入 m 获 取 文 章 目 录 推 荐 推 荐 ↓ ↓ ↓ 运 维 运 维 更 多 推 荐 更 多 推 荐 《 《 2 5 个 技 术 类 公 众 微 信 个 技 术 类 公 众 微 信 》 》 涵 盖 ： 程 序 人 生 、 算 法 与 数 据 结 构 、 黑 客 技 术 与 网 络 安 全 、 大 数 据 技 术 、 前 端 开 发 、 J a v a 、 P y t h o n 、 W e b 开 发 、 安 卓 开 发 、 i O S 开 发 、 C / C + + 、 . N E T 、 L i n u x 、 数 据 库 、 运 维 等 。
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