基于LSM框架的USB存储设备数据泄漏防护研究

论文摘要

随着USB移动存储技术的飞速发展,USB移动存储设备在各种场合越来越普及,给人们的生活带来了极大的便利。USB存储设备在给人们带来便利的同时,也给企业内部的信息安全带来了巨大的安全隐患。针对当前这种情况,本文在防止USB存储设备数据泄漏的技术层面上提出了一个新的数据泄漏防护体系。本文首先对USB存储设备进行威胁分析,并且建立USB存储设备威胁分析模型DL-TAM。然后,根据DL-TAM模型提出相应的USB存储设备数据泄漏防护策略,并且以此策略为基础实现了一套USB存储设备数据泄漏防护体系。USB存储设备数据泄漏防护体系针对USB存储设备数据泄漏事故的特点,采用事前访问控制,事中行为监控,事后日志追踪的数据泄漏防护机制,来防止USB数据泄漏事故的发生。整个体系分为USB存储设备访问控制和USB存储设备行为数据采集两个部分。在USB存储设备访问控制方面,本文提出了一种基于LSM框架的USB存储设备访问控制技术。通过LSM框架放置在Linux内核的hook,拦截对USB存储设备上文件系统的挂载、读、写、执行以及卸载的操作,实现对这些USB存储设备的访问控制。这种USB存储设备访问控制技术利用对Linux内核资源的访问控制框架,实现对USB存储设备的访问控制。相比传统的USB存储设备访问控制技术,具有以内核模块加载、实现简单、使用灵活等优势。在USB存储设备行为数据采集方面,本文亦提出了一种基于LSM框架的USB存储设备行为采集技术。传统Linux的访问控制与行为记录分属于两个不同的体系,对同一个操作的访问控制和行为记录可能要进行两次拦截操作。通过采用这种行为采集机制,对Linux的进程审计机制进行了改进,将访问控制和行为记录放在了同一体系结构中,成功缩减了拦截操作次数,有效节省了系统资源,提高了整个系统的工作效率。最后,本文基于上述工作实现了USB存储设备数据泄漏防护系统,并对系统进行了详细的功能以及性能测试。通过测试可以发现,USB存储设备数据泄漏防护系统可以成功实现对USB存储设备的访问控制以及行为记录。并且,其对Linux文件系统的影响非常小。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 研究背景及意义
• 1.1.2 USB 存储设备安全控制
• 1.1.3 数据泄漏防护
• 1.2 研究内容
• 1.3 论文组织结构
• 第二章 相关研究
• 2.1 数据泄漏防护技术概述
• 2.2 设备访问控制技术
• 2.2.1 统一设备访问技术
• 2.2.2 IRP 拦截技术
• 2.2.3 基于驱动的USB 存储设备访问控制机制
• 2.3 行为审计技术
• 2.3.1 标准库数据采集技术
• 2.3.2 日志系统
• 2.3.3 审计子系统
• 2.4 Linux 安全模块框架
• 2.5 本章小结
• 第三章 USB 存储设备数据泄漏防护原型系统
• 3.1 威胁分析模型DL-TAM
• 3.1.1 USB 存储设备威胁分析建模
• 3.1.2 基于DL-TAM 模型的UDLP 策略
• 3.2 UDLP 系统框架
• 3.2.1 信息安全管理体系
• 3.2.2 系统框架
• 3.2.3 改进的LSM 框架模块堆叠机制
• 3.3 本章小结
• 第四章 USB 存储设备访问控制技术
• 4.1 USB 存储设备访问控制整体设计
• 4.1.1 USB 存储设备强制访问控制
• 4.1.2 基于用户角色的USB 存储设备的访问控制
• 4.1.3 访问控制模块的工作流程
• 4.2 UDLP 访问控制机制
• 4.2.1 VFS 文件系统模型
• 4.2.2 基于LSM 框架USB 存储设备访问控制机制
• 4.2.2.1 USB 存储设备挂载控制
• 4.2.2.2 USB 存储设备读控制
• 4.2.2.3 USB 存储设备写控制
• 4.2.2.4 USB 存储设备执行程序控制
• 4.3 本章小结
• 第五章 USB 存储设备行为记录技术
• 5.1 行为记录策略整体设计
• 5.1.1 行为记录目标
• 5.1.2 行为记录框架
• 5.1.3 行为事件定义
• 5.2 UDLP 行为记录机制
• 5.2.1 基于LSM 框架的行为采集技术研究
• 5.2.2 Linux 审计子系统进程审计
• 5.2.3 基于LSM 框架的USB 存储设备行为采集机制
• 5.3 本章小结
• 第六章 系统实现与测试
• 6.1 UDLP 系统设计
• 6.2 测试方法及结果
• 6.2.1 测试环境
• 6.2.2 功能测试结果及分析
• 6.2.3 对文件系统影响的测试结果及分析
• 第七章 总结与展望
• 7.1 工作总结
• 7.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果