高频电路设计与制作 市川裕一.pdf
高频电路设计与制作 市川裕一.pdf 高频电路设计与制作 市川裕一.pdf图字:01-2005-1166号内容简介本书是“图解实用电子技术丛书”之一。全书共分9章。本书首先对高频的基本知识加以介绍,然后在后续的篇章里,对开关、低噪声放大器、混频器、滤波器、检波电路、振荡电路、PLL的设计与制作等进行详细论述。本书全面地阐述了有关高频电路设计的基础理论及其实际制作,且配有大量的印制电路板图、仿真电路等,图文并茂,大大地提高了本书的参考阅读价值本书适合电子通信及其相关领域的工程技术人员参考阅读,也可作为大专院校电子、通信专业学生的课外阅读资料。图书在版编目(CIP)数据高频电路设计与制作/(日)市川裕一,青木胜著;卓圣鹏译;何希才校北京:科学出版社,2006(图解实用电子技术丛书)ISBN7-03-017369-4I.高…Ⅱ.①市…②青…③卓…④何…Ⅲ.高频电路-设计Ⅳ.TN710.2中国版本图书馆CIP数据核字(2006)第058116号责任编辑:赵方青崔炳哲/责任制作:魏谨责任印制:刘士平/封面制作:李力北京东方科龙囹文有限公司制作http://www.okbook.com.cn学寓版出版比京东黄城根北街16号邮政码:100717http://www縹海印剁有限责任公司印刷科学出版社发行各地新华书店经销2006年8月第版开本:B5(720×1000)2007年2月第二次印刷印张:印数:4001-7000字数:271000定价:39.00元(如有印装质量问题,我社负责调换(新欣》)译者序对电路设计而言,高频电路是由具有丰富经验的技术人员进行设计的。所以,高频电路的设计工作重任往往肩负在前辈工程师的身上。因为高频电路涉及的参数很多,设计时受周边电路的影响很大,不仅要考虑电路本身的设计,也要顾及所使用印制基板的材质、厚度和印制布线等。只要设计不当,就会产生寄生电容形成谐振电路,造成信号被衰减或产生噪声,导致无法满足设计要求。因此,高频电路设计人员需要有经验,所谓经验,就是设计时能事先避免一些不合常理的设计以及解决电路设计时所遇到的问题般初学者可能不具备这些能力。但是,随着科技的进步,高频电路设计的门槛逐渐降低,高频电路/微波电路用的仿真软件也得到了快速的发展。不了解高频电路的人,只要使用髙性能仿真软件,就能得到所需要的性能。因此,设计人员只要依照仿真电路,稍具备一些基本设计概念,就能够设计出高频电路。一般说来,虽能靠仿真软件来设计出所期望的电路,但是,最后还是靠人工去完成。因此,设计人员必须不断学习新知识、积累实际操作经验才能顺利地完成设计任务,而本书就是充实自己的一本好书。本书是高频电路设计的入门书,其内容包括:高频的基础知识,开关、低噪声放大器、混频器、滤波器、检波电路、振荡电路以及PLL等的设计与制作。这些设计与制作都是最基本的概念,根据实际的图表加以说明,使初学者能很快进入高频电路设计领域,对一些有经验的设计者而言,本书也是一本不可或缺的参考书本书内容新颖,深入浅出地介绍了高频电路设计。由于时间仓促,立意虽宏,疏漏之处尚祈不吝指教GHz Jidai no Kousyuuha Kairo SekkeiBy yuichi Ichikawa, Masaru AokiCopyright c 2003 by Yuichi Ichikawa. Masaru AokiAll rights reservedOriginally published in Japan by CQ Publishing Co, Ltd, TokyoChinese (in simplified character only) translation rights arranged withCQ Publishing Co, Ltd, JapanGHz時代O高周波回路設計市川裕—青木胜cQ出版株式会社2004著者简介市川裕一1963年生于群马县1985年毕业于群马大学部电子工学科1985年进入日本光电工业(株)1985年进入日本电气电波机器 Engineering(株),从事微波电路设计1988年进人(株)横尾制作所,从事卫星通信用LNB的设计开发1992年进入太阳诱电(株),从事微弱无线组件设计1999年创办 I-Laboratory,从事高频/微波电路的开发、设计与试制,咨询现在出任1 Laboratory代表青木胜1955年生于埼玉县1979年进入八重州无线(株),从事无线通信设备开发1983年进入日本摩托罗拉(株),从事通信设备的信号处理,控制软件的开发现在出任(有)DST代表董事长图解实用电子技术丛书高频电路设计与制作开关/放大器/检波器/混频器/振荡器的技巧详解〔日]市川裕一青木胜著卓圣鹏译何希才校钭学出版北京前言直到最近,所谓“高频”是指在电气电路中一块特殊的领域。那里是“电子技术人员的世界”,尤其在微波电路的设计现场,反复使用小刀加工印制图案,完成焊接铜箔的作业。作者到现在仍然记得,在刚刚进入高频行业时,听公司的前辈说过,“成为一名合格的技术人员,需要花费10年的工夫”。由于在高频领域常采用试探法,因此,也许从事数字电路或低频电路的专业人员看来,高频电路世界是不易接近的领域。然而随着移动电话的迅速普及,蓝牙( Bluetooth)、无线LAN等无线数据通信设备的快速开发,高频电路技术越来越受到关注。直到今天,人们认为“高频、微波设备是面向防卫产业的特殊技术”,但随着时代的变迁成为最先进技术及通信革命中不可或缺的普遍技术。实际上,在以电气大厂家为中心的高频领域,各种行业不同厂家的加入,且此领域中高频电路技术人员难求的局面仍在延续与过去相比,现在高频电路设计门槛变低而容易进入。原因是根据用户的要求,高频电路/微波电路用的仿真软件在迅速发展。不了解高频电路的人,看看学学久而自通,对输入电路进行最佳化,就能简单设计出相应特性的电路。若使用最近高性能的仿真软件,如果是简单的无源电路,有时也能够实际得到趋近预测特性的性能。但是,仿真软件毕竟是工具,是否能有效利用这种工具全凭使用者所具备的经验与理论基础。在实际的高频电路中,由于有仿真软件不能表现的许多电路要素;因此,实际上,一定要考虑肉眼看不见的电路要素,进行元件的配置,绘制印制图案。使用仿真软件的人,由于积累经验、具备知识的不同,完成的性能有很大差异。常听说“在公司只能做确定工作,不能积累各种经验”。此时,最有效的工作方法是使用仿真软件。若使用仿真软件,就能验证工作中所处理电路的工作情况,并进行调整。若使用刊载于文献与书中的电路或仿真软件附属的样品电路,就能够简单处理各种电路。若由仿真得到虚拟经验,并同时进行日常实用电路的设计与调整,就能极大地提高设计能力。这里,作者最想说的是“要积累丰富的经验”,不仅要阅读文献、书籍,还要尽量多地接触电路,自己动手实际制作,并通过测试调整使电路稳定可靠地进行工作。若接触众多电路,即使要必须设计全新电路或无经验电路时,也会取得成功的。本书是以晶体管技术2000年11月~2001年12月的连载与2000年6月特刊内容作为蓝本,内容加以补充,而后编辑而成。第2章以必须理解的内容为最低限度,对设计高频电路时史密斯图的用法和匹配方法进行了说明。高频电路入门者阅读的图书定是以电磁场理论为中心进行讲解,因此,本书尽量删除了一些难以理解的说明。第3章~第9章,是实际设计、试作并评价2GHz频带的各种高频电路本书所试作的电路还不是十分成熟的电路,有许多改善之处。试作相同电路,无问题也正常动作,“成功啦!”由此感到很高兴,但这并不是结束,而是“经验”积累的开始,大家手脑并用,使这种电路具有更佳的特性。采用试探法过程中,或许大家有新的发现。这就是电路特性好过了头,反而会变坏,这也是“经验”。作为积累经验的题材若能利用本书,那是件高兴的事将自己的想法整理出来以文章的形式呈现给大家,这对于作者来说,也是一次很好的学习机会,并且也是积累经验的过程。本人能够承担本书编写工作,感到非常荣幸最后谨向在百忙之中很快完成了第8章和第9章的编写任务的DST公司的青木胜先生,以及为了使本书浅显易懂而做编辑工作的晶体管技术编辑部的寺前裕司先生致以深深的谢意。2002年冬市川裕目录第1章欢迎进入高频世界—一成为高频工程师为目标1.1频带和电路1.2高频电路设计环境的变化………11241.3现在高频电路设计中广泛存在的弊端……第2章高频的基础知识——为了更好地理解高频信号…2.1信号的波长…………2.2高频电路看作分布常数的电路………2.3高频中最重要的工作是传输线的设计…………112.3.1表示传输线电气特性的“特性阻抗”…………112.3.2高频使用的传输线……2.4用分布常数与集中常数制作的高频电路2.5高频中功率比电压与电流更容易处理…162.5.1S参数的概要…………………2.5.2实际高频元件数据表中记载的S参数…2.6用史密斯图求阻抗2.6.1史密斯图222.6.2在史密斯图上描绘阻抗………………………252.6.3元件与传输线路的增加以及史密斯图上的阻抗轨迹………………………262.7高效率地传输高频信号的技术—匹配………302.7.1禁止使用电阻取得匹配……,,,2.7.2阻抗匹配实例1………………322.7.3阻抗匹配实例2…2.7.4匹配电路构成的不同造成输入阻抗特性的差异……………………………3目录2.7.5使用实际元件的匹配电路………2.8实际无源元件的高频阻抗………2.9能发挥高频电路性能的印制基板的设计2.9.1高频电路用印制基板的基础知识2.9.2印制图案的精度与特性阻抗的偏差2.9.3印制图案“弯曲”对特性阻抗的影响……2.9.4邻近接地图案对信号图案的影响2.9.5邻近信号图案的耦合会彼此影响……………第3章开关的设计与制作—控制信号流的技术3.1高频开关的作用与性能……………3.1.1开关的作用……………………3.1.2开关要求的性能……………3.2开关的种类与选择……………3.3高频开关所使用的半导体元件3.3.1PIN二极管…………3.3.2 MESFET……………………………………633.4PIN二极管作为开关元件的特性实验……………63.5开关基本型—SPST开关的种类与特性…3.5.1两种SPST开关…………………………3.5.2SPST开关的接入损耗与隔离特性3.6SPDT开关的种类与动作3.6.1串联型与并联型的组合开关………………753.6.2两种串联型的组合开关……3.7试作的SPDT开关特性的仿真分析3.7.1SPDT开关的规格…………………………793.7.2试作SPDT开关的高频特性+,隔离特性的改善、,单3.8SPDT开关的试作873.9试作SPDT开关基板的初始特性与调整3.10试作前仿真预测与评价结果不同的原因…………95
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linux-selinux功能及源码分析
该书详细介绍了linux中关于selinux部分功能的实现流程和关键代码分析7.1.1.3基于创建者SID的文件系统.,,7.1.2 Gcncralizcd Sccurity Context labeling,,,,637.1.4 Mount-Point labeling667.1.5 Initial SId87.1.5.1 Initia1SID和 Initial sc的定义7.1.5.2 Initia1SID和 Initial sc的写出和解析707.1.5.3 Initia1SID和 Initia1SC的使用717.1.6进程创建的内核数拥结构的标签727.2何时需要为应用程序开发pp?●··垂·看垂723设计pp的一般过程7.4为vock程序编写v1ock.pp●垂春·垂767.4.1第一阶段:定义基本的te,fc和.if文件767.4.2第二阶段:根据 AVC Denied msg补充相应的规则807.4.3第三阶段:使用 don audit规则屏蔽与冗余操作枓关的错误信息7.4.4其他注意事项87.5为 samhain程序编写 samhain.pp..857.5.1第一阶段:定义基本的.te,,fc和.if文件事垂垂7.5.2第二阶段:根据 AVC Denied msg补充相应的规则07.5.3第三阶段:使用 don audi t规则屏蔽与冗余操作相关的错误信息927.5.4图解:使用 samhain时的 Domain transition过程春春鲁看D垂垂春,,937.6使用 SLIDE来开发pp,分析 SELinux源代码.7.7编写pp时的注意事项中垂鲁鲁··●,,,,,,,,,,,948. SELinux问题分析步骤总结.8.1排除DAC权限的问题,,,968.2检查用户当前所扮演的角色963分析 AvC Denied message: Target的标签正确吗?,8.4在系统启动过程中适时地修复错误的文件标签97应用程序的实际行为要和其pp的假设相一致,,,,988.6明确相应 domain所缺少的权限8.7其他注意事项8.7.1在 Permissive模式卜调试,998.7.2取消所有的 dontaudit规则.8.7.3当心 MLS Constraints1008.7.4检査 SeLinux- aware应用程序的配置和编译选项,.1018.7.5积极地和社区交互.1018.7.6使用 strace直接定位失败的系统调用(重要!).………1028.8 selinux问题分析过程和方法举例( Revisited),,1028.8.1实例一:用户无法在 console上正常登录-使用 strace定位失败操作1028.8.2实例二: sysadm r无法正确使用 useradd命令108SELinux开发笔记.…,,1149.1使能对/dev/ console的支持1149.1.1提出问题:20101213及之前的 epolicy缺乏对 conso1e的支持9.1.2分析问题··p9.1.3解决问题.1169.1.4测试结果1179.1.5使用 strace观察 consolo被重新打标签的细节(new),,,,1179.2 Socket labeling开发,1189.2.1提出问题: socket默认继承其创建者的SID的副作用,,,,,1189.2.2分析问题1199.2.3解决问题1199.2.4测试结果.,.1239.3给 role transition规则添加c1ass的支持,,..,,1249.3.1提出问题-当前 role transition规则只对 process类有效,,1249.3.2分析问题..,,,,,.1249.3.3解决问题D垂垂垂,,,,,1259.3.4测试结果,,,,,1319.3.5其他说明.1339.3.6经验总结●非春…1359.4增加 role attribute的攴持(new).,,,1369.4.1提出问题之一:roe- dominance规则的局限性1369.4.2提出问题之二:期望的 role attribute使用模型..1409.4.3分析问题1429.4.4解决问题D1439.4.5测试结果639.4.6一个有意思的编译问题,,,,1689.4.7有关role- types规则语法的讨论.,,.1719.5区分 tuna1e和 boolean(new).···1729.5.1提出问题无用的 tunable分支被写入 policy.X.729.5.2分析问题1739.5.3解决问题,,1749.5.4测试结果.1879.5.5其他经验总结9.N在策略中指定 newcontext的缺省设置方法(todo)1929.N.Ⅰ提出问颋- newconteκt的设置策略被硬编码到机制中19210. SeLinux内核驱动分析小记19410.1LSM核心数据结构及相应回调函数,19410.2 sELinux核心数据结构.19410.2.1 selinux对内核数据结构的扩展19410.2.1.1进程的安全属性19510.2.1.2文件和打开文件描逋符的安全属性.,,.,,,,,,..19510.2.1.3 socket的安全属性10.2.1.4文件系统超级块的安全属性1960.2,2AVC数据结构.19710.2.3內核 policy中保存TE规则的数据结构.,19910.2.4內核 policy中保存RBAC规则的数据结构.鲁鲁,,,,,20010.2.5 SeLinux规则在内核中的检查点总结(new)..,,,,,,20110.3情景分析:打开文件时的相关函数调用链20110.4通过 SEL inuxfs访问内核 Security Server,,,,,,,,,,,,,,20810.4.1/ selinux/load和1 oad policy命令一装载冰解析 policy.二进制文件20910.4.2/sc1inux/ relate1及 compute relabel命令-查询 type change规则21110.4.3/ selinux/ create及 compute create命令-查询type_ transition规则21110.4.4/ selinux/ member及 compute member命令-查询 type member规则.21210.4.5/ selinux/ access文件和 compute av命令-查询a11ow规则...21310.4.6/ selinux/user文件和 compute_user命令-查询用户登录后可能的SC21310.4.7/ selinux/ initial contexts/-查询 Initia1SI对应的安全上下文21410.4.8/ selinux/ class/-查询内核 class datum数拥结构(todo10.5情景分析: Domain transition的实现●··垂·看垂,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,21510.5.1 selinux setprocattr凼数-/proc/lpid/attr/“文件驱动21610.5.2 do execve的行为和相关 seLinux内核驱动垂垂看21810.6情景分析:文件系统的挂载和新文件的创建2110.6.1文件系统的挂载过程(new)..22110.6,2确定新创建文件的标签...23610.7 Context数据结构和u32sid之间的映射24110.7.1 sidtab node的定义和 sidtab的组织结构.24110.7.2 sidra_ insert函数- sidtab node的插入·,,,,,,,,,,,,,,24210.7.3 sidtab context to sid函数返回或分配sid..24310.7.4 security transition sid函数-计算新 subject/ object的sid....24410.7.5创建 context并注册到 sidtab以获得sid的时机.24910.7.6 security context to sid函数返回Sc字符对应的sid....25010.7.7 sidtab scarch corc囪数- sidtab node的查找,,,25110.7.8 security sid to context core函数-返回sid所对应的SC宇符串25210.8 Class Mapping..25410.8,1C1 ass mapping的作用..,,,,,25410.8,2 Class Mapping的创建垂垂垂·,,,,,,,,,,,,,,,,25410.8.3 Class mapping的使用-c1ass/perm内核态和用户态索引的转换.25710.8,4增加 class或者权限的方法25810.9和文件操作相关的回调数9. 1 selinux file mprotect回调函数25910.10和 AF UNIX SOCket相关的回调函数(todo),26310.11和程序执行相关的操作(todo).26410.11.1se1 inux bprm secureexec凼数-扩展 AT SECURE机制26410.11.1.1C库 AT SECURE机制介绍26410.11.1.2C库 AT SECURE机制演示26710.11.1.3 SELinux对 AT SECURE机制的扩展( Revisited).26911.用户态应用程序对 SeLinux的支持27211.11 selinux相关文件分析,27211.1.1 selinux config,c文件.,,27211.1.2 gelfilecon.c文件,,,,,27211.1.3 procattr.c文件.27211.1.4 compute relate1.c文件(访问/ selinux/ relate1)..27311.2 newrole源代码分析,27411.2.0 newrole命令的使用模型2742.1main函数7311.2.2 parse command linc arguments函数.,,,27611.2.3 relabel tty函数2761.3PAM模块分析..,27711.3.1 pam sC1inux.so作用分析(TODO27711.3.2pam1 oginuid,so作用分析,27811.3.3 pam name space.so作用分析.,27911.3.3.1多态( polyinstantiation)的作用,,,,,,,,,,,27911.3.3.2LSP对多态的配置,,,,,,,,,,,,,,28111.3.3.3 SELinux对 polyinstantiation的支持.,,,,28111.3.3.4解决在使能多态后 crond的使用间题28211.3.3.5 pam namespace,so源代码分析(IODO11.3.3.6有关 pam namespace.so的剩余问题8412. refpolicy的编译,链接,扩展,,,,,,,,,28512.1描朮标识符的数据结构8512.1.1 type datum t8512.1.2 common datum t12.1.3c1 ass datum t.,,,,,.,,,,.28612.1.4ro1 e datum t..,,,,,,曲D,.,28712.2描朮规则的数据结构..28812.2.1 AVTAB AV和 AVTAB TYPE类规则..,,,,28812.2.2 rolc transition规则●·垂,,,,,,,,,,,,,,,,,29012.3用户态 policy t数据结构分析.12.3.1 policy t数据结构综诚29012.3.2 symtab符号表.29412.3.3 avrule block t, avrule decl t FH scope stack t12.3.4 scope datum t-描迒标识符的定义者和使用者29712.3.5 scope index t-描逋一个b1ock/dec1内定义或引用的标识符.29712.3.6 cond node t-描朮一个ir- else conditiona29812.4 module的编译- checkmodu1e..30112.4.1编译过程核心数拥结构关系图30112.4.2 define policy- policy module词法分析....30212.4.3 begin optional- optional_ policy词法分析30412.4.4 declare type-type标识符的定义,,30312.4.5 require type-声明对type标识符的外部依赖31512.4.6 define te_ arab-TE规则的词法分析..31812.4.7 define role_ trans- role transition规则的词法分析32412.4.8 define conditional-if- else conditiona1的词法分析.2912.5 module的链接- semodule1ink.12.5.1链接过程核心数据结构关系图34012.5.2 symtab符号表的拷贝...,,,,,,34112.5.2.1 p types符号表的拷贝,,..34112.5.2.2所有其他标识符符号表的拷贝,,,,,,,,,,,,,,34412.5.2.3 p roles符号表的修正12.5.3 Scope符号表的拷贝34912.5.4链接过程的主要囪数调用链12.6 module的扩展- semodule_ expand37012.6.1 expand过程核心数据结构关系图..37012.6.2type的拷贝..37112.6.3 common的拷贝,,,37412.6.10 expand过程的核心函数调用链,.,,,37612.6.11展开规则的“字面”描诚- copy and expand avrule block囪数..38312.71ink和 expand过程的图解(new),,,,,,,,40012.7.1Role/ attribute标识符的1ink和 expand..…………40012.7.2 symtab的1ink和 expand,,,,,,403128规则中的m4宏定义(new)..,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,40513. seLinux的应用41013. 1 Labeled Networking (half-baked),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,41013.1.1 IPsec简介,,,,,41013.1.2 seLinux对本地网络的控制( compat-net),,,,,,。,,,,,,,41613.1.3用 Labeled ipsec实现分布式网络控制..41713.1.4 Linux內核ⅹIM相关数据结构.41813.1.5和 IPsec相关的类,权限和援囗D41813.1.6LSM中和 Labeled ipsec相关的回调函数,41913.1.6.1检查一个f1ow(发送或接收)能否使用一个SPD条目41913.1.6,2给SPD/SAD分配安全属性.,,,42113.1.6.3释放SPD/SAD中的安全属性,,,,,,,,,,,,,,,.42413.1.6.5逐包检查一个 socket能够接收一个skb42413.1.6,4获取发送方的安全上下文字符串..,,4231.7 Labeled ipsec环境的搭建.13.1.8观察 Labeled ipsec的行为43013.1.9和 Labeled ipscc相关的 SeLinux规则,432参考文献434简化 selinux操作的bash配置方法本文档各个版本的说明437注第1至5章包含自己对《 SELinux By example》一书的学习心得;第6至9章包含自己实际经验的总结第10和11章为 selinux内核和用户态源代码分析总结第12章为 refpolicy的编译过程源代码情景分析;第13章打算收录些 SeLinux在内核或者用户态的应用,比如 Labeled Networking,XACl等。l, Refpolicy有300+个p的实现,了解核心pp的实现,必须首先了解应用程序的行为以及安全目标2,阅读 sELinux- aware应用程序源代码,看如何使用 libselinux库函数,学习 sELinux用户态编程3,了解 sELinux语法,标识符的二进制表示形式,内核态和用户态的数据结构;4,学习 policy module的 compile/ expansion/1ink过程5,按照类别,逐步掌握LSM回调囪数的调用时机,所在内核子系统的原理,以及 SELinux对LSM回调函数的实现(参考《 Implementing sElinux as a lsm module》一文)6,掌握 seLinux对各个内核子系统核心数据结构的扩展7,学习XAC规范,体会如何开发 Userspace Ob、 ject Manager;8,积极阅读 Joshua,Dan等人的b1og,向前奉们学与。9,积极关注 selinux邮件列表上的问答和讨论,丰富自己的视野希望能通过自己坚持不懈的努力,证得同满的 sELinκ知识和智慧。引子1,软件的缺陷不可避免(无论过去,现在,或将来);2,没有底层操作系统的支持就无法真正实现上层软件的安全性D. Baker,《 Fortresses Built Upon Sand》操作系统中访问控制模型的演化1.1访问控制模型的概念( Reference moni tor)subjectsAccessobjectsAlertYes or No?Feference validation MechanismRuleelampcrpra吋DBVerifiableRY M由上图可见,访问控制模型由如下四部分组成1, Subjects:访间的发起者,比如系统中的进程2, Objects:被访闩的对象,比如架作系统所管理的仼何资源丶数捃(包拈进程,任意类型文件,Tc尸端口,甚至单个网络报文。总而言之,任何内核数据结构都可能成为被访问的对象)3, Rules de:规则库,在用户态实现的访问策略,定义 Object的属性并规定哪些Sub、ect可以通过什么样的方式对它进行访问;4,RVM( Reference validation mechanism):在操作系统内实现的机制,是汸问控制策略的执行者,在访问操作过程中根据规则库判断当前操作是否合法;Hinx首先需要标识访问者和被访问的对象,由下文可知相关信息保存在进程的 task struct以及其他内核数据结构中 security指针所指向的数据结构中(注意这些数据结构都是运行时动态创建的,安全属性信息来源于文件在辅存上的扩展属性,以及规则库中的 Initia1S1定义等)。白用户态定义的访问规则库指定哪些访闩老能够以何种方弌访问哪些对象,而内核屮的SεLix机制则根据当前操作的访问者和被访问对象,查询规则库得到Yes/No结论。1.2DAC( Discretionary Access Contro1)的致命伤¨ discretionary”一词的含义为“ not contro1 led bv strict rules, but decided on by someonein a position of authority”,所以DAc的本质是由文件的属主定义其它用户对该文件的许可访问方式,其“ owner-group-wor ld”模型如下:S 1s -1 /usr/bin/passwdrwsr-xr-x I rootroot 37084 2009-04-04 13: 49/usr/bin/passwd系统中所有文件属主给各自文件所定义的“ owner-group-wor d”模型的总和,即为DAC下访问规则库的实现。DAC的开发环境(相对封闭的开发社区,或大学实验室)和对软件使用环境的假设(软件没有缺陷且运行环境友好)注定了DAC存在着天生缺陷:进程和文件的安全属性都基于(且总是基于)uid/euid和gid/egid,无论进程执行什么应用程序,其uid/euid都不改变(暂不考虑 setuid类程序),无法将进程所执行程序的行为和可靠性(安全性)标识到进程的安全属性中,导致操作系统无法有针对性地对进程施加访问控制比如,用户登录 shell进程会创建子进程以执行shel1的外部命令,子进程继承父进程的uid/gid,所以无法通过uid/gid来区分父子进程,即无法区分用户人为的操作和通过程序执行的操作。比如,无法限制 passwd程序只能被用户在命令行执行,而不能被属于该用户的其它进程执行。显然,“用户(登录hc11进程)是可信的”绝对不等于“用户执行的程序(后继fork的子进程)也是可信的”。登录sh1进程的行为由用户有意识地支配,而属于该用户的进程的行为则由其执行的实际程序决定。但是程序可能冇在安全漏洞,一巨被攻击植入恶意代码,黑客将具有该用户在系统上的所有权力(比如恶意删除用户的文件,盗取uid/gid所能读取的文件的内容,执行 passwd程序修改用户的密码)另外,用户进程可以执行各种应用程序,而这些程序自身的行为丶对系统安仝性的景响都不尽相同,比如网络类应用程序更容易受到外界病毒的攻击,相应地操作系统应该对此类应用施加更为严格的访冋控制。显然无法通过进程的uid/gid来描当前进程所执行的程序的安全性,因此操作系统也无法有针对性地实施访问控制。综上所逋,仪将uid/gid来作为进程和文件的安全属性是远远不够的最后,DAC的另一个缺点是对权力的管理和划分不够细致(只有两种情况:root或non-root),无法进步细分丶限制root用户的能力。一旦euid/ egid为0的进稈被攻破,将危害整个系统的安全1.3MAC( Mandatory access Contro1)的起源针对DAC的缺点,在ⅥAC中不再由访问对象的属主定义不同用户对其的许可访问方式,而是由匿定的规则库决定。MAC最初的研究由美国军方的MLS(u1ti- Leve1 Security)应用所推动,它将访问主体和被访问对象分成不同的安全级别,严格控制信息只能从低安全级别向高安全级别流动:低安全级别的丰体只能向高安全性的数捃对象中追加新的数据,并∏禁上读取;高安全级别的主体能够读取低安全级别的数据,并且禁止任何形式的写入(即“ no read up, no write down”)ⅥS只定位于数据保密性而并不关心数据完整性和最小权能原则( east, Privilege),以及对进程的能力进行分类。后来的FASK安全系统模型着眼于解决这些不足,而 SELinux则是FASK在 Linux内核中的实现1.4 Selinux的TE( Type Enforcement)模型SELinux作为MAC的一和实现,通过中央规则库( policy.x,二进制数据文件)给所有进程丶所有文件内核数据结构定义各自的安全标识(标签,1abel/type),明碓定义被访问对象所支持的访问方式,并规定进程标签对被访问对象的合法的访问方式。在配置 SELinux时给整个文件系统上的所有文件设置标签,在系统启动过程中init进程经由 selinux接口装载 policy.X到內核空间,由內核中的 SecuritvServer在处理用户态系统调用时实时査询(注,这里所说的“ Security server”,即为 sELinux内核驱动中定义的各种数据结构,比如 sistah, policy, AVC cache,以及在 services.c文件中定义的各种以“ security”开头的函数)
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