[发明专利]一种基于Xen虚拟化平台的漏洞热修复方法

说明书

本发明涉及一种基于Xen虚拟化平台的漏洞热修复方法。该方法通过特权域Dom0修复Xen平台漏洞，无需重启机器和暂停平台上虚拟机的运行，实现了基于Xen的虚拟化平台漏洞热修复功能；该方法通过特权域Dom0完成补丁的插入和应用，保证了补丁的可控性和安全性；该方法中新增的Xen超级调用操作，用来实现Xen与Dom0间通信，在补丁插入前和插入后分别设置标志位，不包含补丁的增删改查操作，避免了恶意攻击者利用虚拟机申请超级调用的方式破坏Xen内核函数。本发明能够准确地修复虚拟化平台漏洞，无需重启机器，保证了虚拟化平台上虚拟机的正常运行，且利用Dom0进行修复更加安全。

技术领域

本发明属于云计算安全技术领域，涉及一种虚拟化平台漏洞修复的方法，特别涉及基于Xen虚拟化平台的漏洞热修复方法。

背景技术

云计算作为一种迅速崛起的计算模式，受到了政府、工业界、学术界的广泛关注，正在给整个IT行业带来彻底的变革。云计算是指应用以服务形式通过互联网交付使用，并且数据中心的硬件和软件能够提供这些服务。云计算帮助企业、政府、公共机构、私营机构和研究机构形成更有效的、有需求驱动的计算系统。虚拟化技术作为云计算的基本组件，是支撑云计算最重要的技术基石。

虚拟化带来了一定程度的可自定义性和可控性，实质上是一种创建不同计算环境的技术。三种最为常用的虚拟化技术是基于软件的完全虚拟化、硬件辅助虚拟化及类虚拟化技术。虚拟化技术经过多年的发展，出现了很多成熟的产品，应用也从最初的服务器到了桌面等更宽的领域。虚拟化软件的主流厂商包括VMware、Xen、KVM及Microsoft。其中，作为一个起源于英国剑桥大学的社区驱动的开源软件项目，Xen吸引了许多公司和科研院所的开发者，发展非常迅速。Xen最初的虚拟化思路是类虚拟化，通过修改Linux内核，实现处理器和内存的虚拟化，通过引入输入输出前后端驱动架构实现设备的类虚拟化。随着Xen社区的发展壮大，硬件完全虚拟化技术也被加入到Xen中。Xen目前已经非常成熟，基于Xen的虚拟化产品也很多，如Ctrix、Virtuallron、Redhat和Novell、阿里云等都有相应的产品。

虚拟化技术飞速发展的同时，也不可避免的带来了很多安全问题，利用虚拟化平台漏洞进行攻击的恶意行为层出不穷，严重损害了云服务厂商和云服务使用者的利益。漏洞一旦曝光，为了不影响业务安全，需要云计算公司对漏洞进行快速修复。目前存在冷启动和热修复两种Xen漏洞修复方式。顾名思义，冷启动方式，指通过修改及编译Xen源码并重启机器的方式修复Xen平台系统漏洞。冷启动方式实现简单粗暴，但服务器的重启必然影响上层使用者业务的正常运行。热修复方式，指服务器运行期间，更改系统内存插入补丁。热修复方式不影响上层云服务使用者业务运行，技术门槛高，同时需要考虑多种软硬件组合，给云计算厂商带来了极大挑战。因此有必要提出一种虚拟化平台漏洞热修复的方法，高效的修复虚拟化平台漏洞，避免恶意攻击的发生。

发明内容

针对虚拟化平台漏洞修复问题，本发明提出了一种基于Xen虚拟化平台的漏洞热修复方法。在对Xen虚拟化平台进行环境搭建、使用及源码分析后，可以发现Xen虚拟化平台下存在特权域Dom0，Dom0的DMA操作可以访问Xen内存。本发明主要利用特权域Dom0对Xen漏洞进行内存修复。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于Xen虚拟化平台的漏洞热修复方法，其步骤包括：

1)根据Xen系统的e820表计算Xen物理内存起始地址，其中Xen系统的e820表为系统物理内存分布表，在Xen启动过程中生成并输出到系统日志中；

2)根据计算出的物理内存起始地址及Xen内存分布，计算待修复函数的虚拟地址所映射到的物理地址，其中Xen内存分布为系统虚拟地址空间的内存分布，在Xen源码中有明确规定；

3)通过特权域Dom0获取补丁机器码，并将补丁写入内存，记录补丁函数的物理地址；