实时网络操作系统安全机制的研究

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1、AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringTheNetworkSecurityMechanismResearchofReal-TimeNetworkOperatingSystemCandidate:MaoHaoMajor:SoftwareEngineeringSupervisor:Prof.LiuYunshengHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,P.R.ChinaOctober,2

2、008独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手

3、段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打―√‖）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要随着互联网应用的飞速发展和嵌入式微处理器应用的日益广泛，嵌入式实时操作系统开始与网络逐渐紧密结合形成实时网络操作系统。传统实时网络操作系统的实现对网络安全方面考虑过少，导致其会受到诸多安全问题的侵扰。ARTs-OS是在S3C2410芯片之上进行开发实现的，具备有实时操作系统的进程/线程管理、内存管理、线程间的通信与同步、中断以及时钟管理等基本内容，并且在其基础上实现了TCP/IP协议栈，从而实现了网络通

4、讯功能，可以与外界的PC机进行数据的传输。但是由于TCP/IP协议在设计之初考虑不足，缺乏充分的安全机制，导致TCP/IP通信仅可以保证用户之间的通信而不能实现对通信的认证和加密。基于TCP/IP实现的ARTs-OS同样也拥有这样的缺陷，它直接导致本系统在信息传输过程中缺乏机密性和安全性。针对ARTs-OS的TCP/IP安全缺陷，将IPSec协议引入本系统中来解决网络安全问题。首先对IPSec的一些基本概念如安全关联、选择符以及IPSec协议体系的各个组件如安全策略库、安全关联库、认证头、封装安全负载和密钥交换协议等进行分析，根据本系统的安全特点以及安全策略提出安全机制的设计方案。最后

5、根据设计方案实现ARTs-OS的安全机制，将IPSec协议完整的嵌入到现有的TCP/IP协议栈中，使用Radix树形结构来实现安全策略库，使用哈希表来实现安全关联库，并且基于IPSec的处理流程实现了系统中IPSec输入和输出功能。系统相关功能的实现使得数据包在进出IP层时可以进行加密和认证的相关操作，从而保证系统数据包传输的安全性，实现了ARTs-OS的安全机制。关键字：实时网络操作系统网络安全安全机制I华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththerapidlydevelopmentofInternetapplianceandthepopularityofembeddedm

6、icro-controller,embeddedreal-timeoperatingsystemgraduallycombingwithnetworktoformreal-timenetworkoperatingsystem.Traditionalreal-timeoperatingsystempayslittleconcerntothesecurityofnetwork,thiscausealotsofproblemstoinvadethesystem.TheARTs-OSisexploreandrealizeonthebaseofS3C2410chip,itshavebasicco

7、ntentsofreal-timeoperatingsystemsuchasprocess/threadmanagement,memorymanagement,IPCmanagement,Interruptandclockmanagement,andimplementtheTCP/IPprotocolstackonthebaseofthis.itcanrealizenetworkcommunication,andcantransferdataw