Protezione. Univ. Ferrara Laurea in Informatica Sistemi Operativi 1. Scopi della protezione. Autenticazione/Autorizzazione. Principi di protezione

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1 Univ. Ferrara Laurea in Informatica Esame di Scopi della protezione Sistema operativo: un insieme di oggetti, hardware o software 12 nasce col multiprogramming: bisogna tenere separati I processi. Poi si è evoluta e serve anche per collaborare. Ogni oggetto ha un nome (ID) univoco e può essere acceduto mediante un insieme ben definito di operazioni. Problema: assicurarsi che ogni oggetto sia acceduto correttamente e solo da quei processi che hanno il permesso per farlo. 2 Autenticazione/Autorizzazione Principi di protezione Regola d'oro: principio del privilegio minimo AA: separare l'identificazione dell'identità (utente o processo che sia) dal controllo dei privilegi (e dall'accounting: AAA) programmi e utenti devono avere i privilegi minimi per eseguire i loro compiti Autenticazione: verificare l'identità (persona o processo). Si basa su:! qualcosa che si conosce (password)! qualcosa che si ha (chiave usb, smartcard, )! attributo dell'utente (sistema biometrico: impronta, retina,..) Qualche volta questa filosofia è parte integrante del SO: role based access control (RBAC) o una combinazione di questi fattori N.B.: una complessa struttura di protezione non è sinonimo di sistema più sicuro. Esempio: se lo schema di protezione è incompleto

2 Domini di protezione Commutazione dinamica del dominio Diritto di accesso = <nome oggetto, insieme dei diritti>! Dove insieme dei diritti è un sottoinsieme di tutte le operazioni valide che si possono compiere su quell'oggetto. Dominio = insieme di diritti di accesso D1 < O 3, {read, write} > < O 1, {read, write} > < O 2, {execute} > D2 D3 <O 2, {write}> <O 4, {print}> <O 1, {execute}>! utente=domino: gli oggetti a cui si può accedere dipende dall'identità dell'utente. La commutazione di dominio avviene quando l'utente cambia! processo=domino: gli oggetti a cui si può accedere dipende dal processo. La commutazione di dominio avviene facendo interagire più processi (paradigma client-server)! procedura=domino: la commutazione avviene quando si richiama una procedura particolare 5 6 Esempio: unix Esempio: MULTICS Dominio associato all'utente Due tipi di domini: user e supervisor! supervisor: il sistema operativo (utente root)! user: qualsiasi utente (user-id) Domini di protezione organizzati gerarchicamente come anelli concentrici Dati due domini Di e Dj j < i D i D j Cambio di dominio = cambio temporaneo dell'identificatore utente Cambio di dominio avviene attraverso il file system! ogni file ha associato un bit di dominio (setuid bit) 7 8

3 Matrice d'accesso Matrice d'accesso (2) Consideriamo lo schema visto fin'ora come una matrice! le righe sono i domini! le colonne rappresentano gli oggetti! l'elemento access(i,j) sono le operazioni che un processo del domino i-esimo può effettuare sull'oggetto j-esimo Se un processo di D i prova a eseguire operazione op sull'oggetto O j, op deve essere nella matrice Un processo cambia dominio solo se l'operazione è consentita: switch access(i,j) Per rendere possibile un uso dinamico dei diritti occorrono operazioni che permettano di aggiungere o togliere i diritti di accesso:!owner: proprietario di O i!copy: copia di op da O i a O j! control: Di può modificare diritti di D j 9 10 Dominii come Oggetti Uso della matrice d'accesso Ovviamente gli stessi dominii possono essere considerati come oggetti... Con la matrice d'accesso separiamo il meccanismo di protezione dalla policy di protezione! Meccanismo di protezione: " SO fornisce la matrice e le sue regole " Garantisce che la matrice sia manipolata solo da entità autorizzate e che le regole vengano rispettate! Politica di protezione: " L'utente stabilisce la politica (chi può accedere a cosa e in che modo) 11 12

4 Implementare la matrice d'accesso Implementare la matrice d'accesso (2)! Colonna: rappresenta la lista di controllo di accesso (ACL) di un oggetto. Definisce chi può eseguire determinate operazioni. Esempio: Fissato un oggetto O: Dominio 1 = Read, Write Dominio 2 = Read Dominio 3 = Read! Riga: rappresenta la lista delle facoltà (capabilities). Per ogni dominio quali operazioni sono consentite su quali oggetti. Esempio: Fissato un dominio D Oggetto 1 = Read Oggetto 2 = Read, Write, Execute Oggetto 3 = Read, Write, Delete, Copy Tabella globale! Un insieme di triple ordinate <dominio, oggetto, insieme dei diritti> dominio D i, cerco una tripla <D i,o j,r k > tale che M R k Svantaggi! I/O aggiuntivo perchè normalmente non è possibile contenere la tabella in memoria! Difficile implementare speciali raggruppamenti di oggetti/domini (es.: un oggetto leggibile da chiunque deve avere un elemento distinto in ogni dominio) Implementare la matrice d'accesso (3) Implementare la matrice d'accesso (4) ACL per oggetti Capability list! Considero le colonne della matrice (una acl per ogni oggetto): tante coppie <dominio, insieme diritti> dominio D i, cerco nella acl dell'oggetto una coppia <D i, R k > tale che M R k Per migliorare l'efficienza di solito si controlla prima l'insieme predefinito di diritti e poi cercare nella acl! Considero le righe della matrice (una capability list per ogni dominio)! La lista è oggetto protetto: è associata a un dominio ma non è direttamente accessibile da processi di quel dominio! La lista è un insieme di oggetti con le operazioni che posso farci dominio D i, se il processo può specificare l'abilitazione allora può fare l'operazione. lista abilitazioni come puntatore sicuro protezione intrinseca che si può estendere fino a livello delle applicazioni 15 16

5 Vari scenari Revoca dei diritti! Revoca immediata o ritardata! Selettiva o generale: se revoco un diritto ad un oggetto, riguarda tutti gli utenti o posso specificare un gruppo di utenti! Parziale o totale: se posso revocare un insieme di diritti di un oggetto o se devo revocarli tutti! Temporanea o permanente: diritto non sarà più disponibile o si può riottenere Con ACL la revoca è facile, indipendentemente dallo scenario Per revocare una abilitazione bisogna prima trovarla:! Riaquisizione: periodicamente richiedo le abilitazioni! Back-pointer: insieme all'oggetto registro un puntatore a tutte le abilitazioni associate! Riferimento indiretto: una tabella tra abilitazione e oggetto, per cancellare elimino la riga dalla tabella indiretta! Master key 17

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