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信息系统安全需求、安全策略及安全模型的内涵及关系。
1.引言1.1 概述概述信息系统安全需求、安全策略及安全模型是构建和维护一个安全的信息系统的核心概念。
在当前数字化时代，信息系统面临着各种威胁和风险，因此，确保信息系统的安全性成为了一个至关重要的任务。
本文将围绕信息系统安全需求、安全策略及安全模型展开探讨，为读者提供对这些概念的深入理解。
首先，我们将对这些概念进行定义和解释，明确它们的内涵和作用。
接着，我们将分别介绍信息系统安全需求、安全策略和安全模型的主要内容和特点，并探讨它们之间的关系。
信息系统安全需求是指信息系统所需要满足的基本安全性要求。
这些需求包括但不限于保密性、完整性、可用性和可靠性等方面。
保密性要求确保信息只能被授权的人员访问和使用，防止信息泄露；完整性要求保证信息在传输和处理过程中不被篡改或损坏；可用性要求确保信息系统能够始终处于可用状态，不受故障或攻击影响；可靠性要求保证信息系统的工作效果和性能稳定可靠。
安全策略是指为了实现信息系统安全需求而制定的行动方案和计划。
它包括了一系列的措施和方法，旨在保护信息系统的安全。
安全策略的选择和实施必须基于对信息系统的风险评估和安全需求的了解。
常见的安全策略包括网络安全措施、身份认证和访问控制、数据加密和备份等。
安全模型是指用于描述和分析信息系统安全的理论模型。
它提供了一种形式化的描述方式，帮助我们理解信息系统的安全机制和漏洞。
安全模型主要包括访问控制模型、机密性模型和完整性模型等。
通过建立安全模型，我们可以更全面地认识和评估信息系统的安全性，并采取相应的措施来提升其安全性。
本文旨在帮助读者深入了解信息系统安全需求、安全策略及安全模型的内涵和关系。
通过对这些概念的研究和理解，我们可以更好地保护信息系统的安全，防范各种威胁和风险对信息系统的侵害。
在接下来的章节中，我们将进一步探讨信息系统安全需求、安全策略及安全模型的具体内容和应用。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：在本篇文章中，将对信息系统安全需求、安全策略及安全模型的内涵及关系进行探讨和分析。
软件测试中的模型验证与形式化方法软件测试是一项重要的质量保证活动，它旨在发现和修复软件中的错误和缺陷。
为了提高测试的效率和准确性，研究人员和测试人员一直在探索新的方法和技术。
模型验证和形式化方法是软件测试中一种被广泛研究和应用的方法，它们能够提供严格的证明和分析，以确保系统的正确性和可靠性。
模型验证是一种基于模型的测试方法，它利用形式化规范来描述系统的行为和属性，然后使用数学工具来验证这些规范是否被满足。
模型验证可以帮助测试人员找到系统中可能存在的问题，并且能够提供形式化的证据来支持这些问题的存在。
例如，模型验证可以帮助测试人员发现系统中的死锁、资源争用和安全漏洞等问题，并且能够提供清晰的证明来支持这些问题的存在。
形式化方法是一种利用数学符号和形式化语言来表示和分析软件系统的方法。
通过使用形式化方法，测试人员可以对系统的行为和属性进行精确的描述，并且能够使用数学工具来进行验证和分析。
形式化方法的一个重要应用是规约和约束的描述，这样测试人员可以通过实例化和验证来验证系统是否满足特定的规约和约束。
例如，测试人员可以使用形式化方法来验证系统的数据结构是否满足特定的约束条件，或者验证系统的算法是否满足特定的性质。
模型验证和形式化方法在软件测试中具有重要的作用。
它们能够提供严格的证明和分析，以确保系统的正确性和可靠性。
通过使用模型验证和形式化方法，测试人员可以更加准确地发现和修复软件中的错误和缺陷。
模型验证和形式化方法还可以帮助测试人员提高测试的效率，减少测试的时间和成本。
通过使用这些方法，测试人员能够系统地分析系统的行为和属性，并且能够更好地选择测试用例和执行测试活动。
然而，模型验证和形式化方法在软件测试中也存在一些挑战和限制。
使用模型验证和形式化方法需要具备一定的数学和形式化领域的知识和技能。
对于复杂的系统和大规模的软件，模型验证和形式化方法可能会导致验证问题的爆炸，使得验证变得困难和耗时。
模型验证和形式化方法还可能无法覆盖系统的所有方面，导致无法发现系统中的隐藏错误和缺陷。
《操作系统安全》课程教学大纲课程名称操作系统安全课程编码131530019 课程类型（学院内）跨专业课程适用范围信息安全学分数 3 先修课程操作系统、数据结构学时数48 其中实验学时其中实践学时考核方式考试制定单位数学与信息科学学院执笔者审核者一、教学大纲说明（一）课程的性质、地位、作用和任务操作系统安全是信息领域重要的核心技术, 在信息安全领域有着非常重要的地位。
《操作系统安全》对培养学生抽象思维能力和信息安全的分析能力有着重要作用；也是信息安全专业高年级学生开设的一门重要课程, 其为全面了解操作系统的安全机制、安全设计、操作系统评测和安全应用提供一些入门方法, 使学生对操作系统安全有一个清晰和完整的认识。
（二）课程教学的目的和要求通过本课程的学习, 学生具有操作系统安全基础知识, 具备对操作系统安全进行分析的基本专业素质和能力。
了解：操作系统安全的有关概念及相关问题, 包括Windows、UNIX等流行操作系统的存在的安全问题, 了解高安全级别操作系统的有关安全机制, 了解操作系统安全评测、安全操作系统的应用和国外在安全操作系统领域的新进展。
理解: 操作系统安全模型、安全体系结构和操作系统安全形式化规范与验证以及安全操作系统设计一般过程。
掌握: 操作系统安全的基本概念、操作系统的安全机制、操作系统设计主要的安全模型和安全体系结构、Unix系统安全策略及安全机制、隐蔽通道分析和处理方法。
（三）课程教学方法与手段教学方法: 本课程采用老师讲授、结合学生自学的方法；教学手段：采用多媒体教学, 教师口授结合电脑演示。
（四）课程与其它课程的联系本课程涉及到信息安全基础、数据结构、计算机网络和操作系统等知识, 因而在开设本课程之前需要为学生开设预备课程: 数据结构、密码学原理、计算机网络和操作系统。
（五）教材与教学参考书教材: 卿斯汉等著, 操作系统安全（第2版）, 清华大学出版社, 2011。
教学参考书:1.卿斯汉等著, 操作系统安全, 清华大学出版社, 2004。
信息安全概论第六章访问控制理论目 录Contents Page01访问控制矩阵模型02 Bell-LaPadula模型03 RBAC模型04 授权与访问控制实现框架通过对访问控制矩阵模型的介绍引进一些基本概念；揭示访问控制的研究对象和方法。
访问控制理论本章主要内容6.1 访问控制矩阵模型访问控制模型是用来描述系统保护状态，以及描述安全状态的一种方法。
把所有受保护的实体（如数据、文件等）的集合称为客体（Object）集合，记为O ；而把能够发起行为的实体集合（如人、进程等）称为主体（Subject）集合，记为S 。
主体是行为的发起者，处于主动地位；而客体是行为承担者，处于被动地位。
在计算机系统中，常见的访问是r （只读）、w （读写）、a （只写）、e （执行）、c （控制）等，它们被称为权限（Right）集合，记为R 。
访问控制理论对于一个主体 和一个客体 ，用 来表示当前允许s对o 实施的所有访问权限集合。
这样可以得到以S 中元素为行指标，O 中元素为列指标，表值为 的一个矩阵A ，称为访问控制矩阵。
这时，系统的保护状态可以用三元组（S ,O ,A ）来表示。
访问控制理论表6.1表示了一个主体集合S ={张三,李四,进程1}，客体集合O ={文件1,文件2,进程1}的一个访问控制表（矩阵）。
访问权限集合为R ={r (只读),a (只写),ww (读写),e (执行),app (添加),o （拥有）}。
本示例中，一个用户对文件的读、写权限，对进程的执行权限比较容易理解。
李四对进程1的写权限可以定义为，李四给进程1发送数据，实现通信。
同样，张三对进程1的读权限可以定义为，张三接收进程1发来的数据，实现通信。
而进程1对自身没有任何操作权限，但对两个文件则有读权限。
值得注意的是，随着系统的不同，可能一个相同名字的权限会有不同的含义。
如在一些系统中张三对进程1的读权限有可能会表示复制这个进程。
访问控制理论访问控制理论表6.1访问控制矩阵示例一客体文件 1文件 2进程 1主体张三{w}{r}{e,r}李四{a,e}{w,o,app}{a}进程1{r}{r}Φ表6.2给出访问控制矩阵的又一示例。
形式化验证方法浅析随着信息技术的不断发展，软件系统已经成为现代社会和经济的基础设施之一。
软件系统的正确性和可靠性越来越受到重视，因为软件错误会带来巨大的经济损失和安全隐患。
为了提高软件系统的质量和可靠性，形式化验证方法逐渐成为了重要的研究领域。
本文将对形式化验证方法进行一定的浅析，介绍其基本概念、原理和应用。
一、形式化验证方法的基本概念形式化验证是一种基于数学逻辑的方法，通过数学语言描述待验证系统的行为规范或性质，然后利用自动化或手工化的技术对系统进行验证。
形式化验证方法主要包括模型检测、定理证明和符号执行等技术，其中模型检测和定理证明是相对常见和成熟的技术。
模型检测是一种自动化验证技术，它通过穷举系统的所有可能状态来检测系统是否满足给定的性质。
模型检测的核心就是构建系统的状态转移模型，然后利用状态空间搜索算法进行验证。
常用的状态空间搜索算法包括符号模型检测、显式状态搜索和隐式状态搜索等。
模型检测方法的优点是自动化程度高，能够发现系统中的错误和性质违反情况，但是其缺点是状态空间爆炸问题，对于大规模的系统往往难以处理。
定理证明是一种手工化验证技术，它通过数学推理和演绎来证明系统是否满足给定的性质。
定理证明的核心是将系统的行为规范或性质转化为逻辑公式，然后利用数学推理规则和定理证明工具来验证系统。
定理证明方法的优点是能够处理复杂的性质和系统，但是其缺点是依赖于人工的推理和分析，效率较低并且受到形式化规约的限制。
1. 系统建模：形式化验证的第一步是对系统进行建模，将系统的行为规范或性质形式化描述。
系统建模可以采用多种形式化语言和工具，如时序逻辑、Petri网、状态机和模型检测工具等。
建模的目的是将系统的行为抽象化和形式化，为后续的验证工作奠定基础。
2. 性质描述：形式化验证的第二步是对系统的性质进行描述，通常包括功能性要求和安全性要求。
功能性要求是描述系统的期望行为，如正确性、完备性和一致性等；安全性要求是描述系统的禁止行为，如死锁、饥饿和冲突等。
操作系统安全题⽬和答案操作系统安全相关知识点与答案By0906160216王朝晖第⼀章概述1. 什么是信息的完整性信息完整性是指信息在输⼊和传输的过程中，不被⾮法授权修改和破坏，保证数据的⼀致性。
2. 隐蔽通道的⼯作⽅式？隐藏通道可定义为系统中不受安全策略控制的、范围安全策略的信息泄露路径。
按信息传递的⽅式与⽅式区分，隐藏通道分为隐蔽存储通道和隐蔽定时通道。
１隐蔽存储通过在系统中通过两个进程利⽤不受安全策略控制的存储单位传递信息。
前⼀个进程通过改变存储单位的内容发送信息，后⼀个进程通过观察存储单元的⽐那话来接收信息。
２隐蔽定时通道在系统中通过利⽤⼀个不受安全策略控制的⼴义存储单元传递信息。
前⼀个进程通过了改变⼴义存储单位的内容发送信息，后⼀个进程通过观察⼴义单元的变化接收信息，并⽤如实时钟这样的坐标进⾏测量。
⼴义存储单元只能在短时间内保留前⼀个进程发送的信息，后⼀个进程必须迅速地接受⼴义存储单元的信息，否则信息将消失。
3. 安全策略和安全模型的关系安全策略规定机构如何管理、保护与分发敏感信息的法规与条例的集合；安全模型对安全策略所表达的安全策略的简单抽象和⽆歧义的描述，是安全策略和安全策略实现机制关联的⼀种思想。
４.安全内核设计原则１.完整性原则：要求主体引⽤客体时必须通过安全内核，及所有信息的访问都必须通过安全内核。
２.隔离性原则：要求安全内核具有防篡改能⼒（即可以保护⾃⼰，也可以防⽌偶然破坏）３.可验证性原理：以下⼏个设计要素实现（最新的软件⼯程技术、内核接⼝简单化、内核⼩型化、代码检查、完全测试、形式话数学描述和验证）５.可信计算基TCBTCB组成部分：1.操作系统的安全内核。
2.具有特权的程序和命令。
3.处理敏感信息的程序，如系统管理命令等。
4.与TCB实施安全策略有关的⽂件。
5.其他有关的固件、硬件和设备。
6.负责系统管理的⼈员。
7.保障固件和硬件正确的程序和诊断软件。
可信计算基软件部分的⼯作：１.内核的良好定义和安全运⾏⽅式２.标识系统中的每个⽤户３.保持⽤户道TCB登陆的可信路径４.实施主体对客体的存取控制５.维持TCB功能的正确性６.监视和记录系统中的有关事件补充：１TCB＝ｎTSF（安全功能模块），每⼀个TSF实现⼀个功能策略，这些TSF共同组成⼏个安全域。
计算机系统形式化验证中的模型检测方法综述1 形式化方法概述形式化方法是用数学和逻辑的方法来描述和验证系统设计是否满足需求。
它将系统属性和系统行为定义在抽象层次上,以形式化的规范语言去描述系统。
形式化的描述语言有多种,如一阶逻辑,Z语言,时序逻辑等。
采用形式化方法可以有效提高系统的安全性、一致性和正确性,帮助分析复杂系统并且及早发现错误。
形式化验证是保证系统正确性的重要方法,主要包括以数学、逻辑推理为基础的演绎验证(deductive verification)和以穷举状态为基础的模型检测(model checking)。
演绎验证是基于人工数学来证明系统模型的正确性。
它利用逻辑公式来描述系统,通过定理或证明规则来证明系统的某些性质。
演绎验证既可以处理有限状态系统,又可以解决无限状态问题。
但是演绎验证的过程一般为定理证明器辅助,人工参与,无法做到完全自动化,推导过程复杂,工作量大,效率低,不能适用于大型的复杂系统,因而适用范围较窄。
常见的演绎验证工具有HOL,ACL2,PVS和TLV等。
模型检测主要应用于验证并发的状态转换系统,通过遍历系统的状态空间,对有限状态系统进行全自动验证,快速高效地验证出系统是否满足其设计期望。
下面将主要介绍模型检测方法的发展历史和研究现状,以及当前面临的挑战和未来发展方向等问题。
2 模型检测及相关技术模型检测方法最初由Clarke,Emerson等人于1981年提出,因其自动化高效等特点,在过去的几十年里被广泛用于实时系统、概率系统和量子等多个领域。
模型检测基本要素有系统模型和系统需满足的属性,其中属性被描述成时态逻辑公式。
检测系统模型是否满足时态逻辑公式,如果满足则返回是,不满足则返回否及其错误路径或反例。
时态逻辑主要有线性时态逻辑LTL(Linear TemporalLogic)和计算树逻辑CTL(Computation Tree Logic)。
2.1 线性时态逻辑对一个系统进行检测,重要的是对系统状态正确性要求的形式化,其中一个基本维度是时间,同时需要知道检验结果与时间维度的关系。
安全协议设计的形式化方法研究随着信息技术的不断发展，人们越来越依赖于网络，在线上完成各种业务活动，因此网络安全问题也一直备受关注。
安全协议是网络通信中防御攻击的重要手段之一。
如何设计安全可靠的协议，一直是学者们的研究方向之一。
在此基础上，形式化方法的应用也开始受到广泛的关注。
形式化方法是用数学语言描述和分析系统的方法，具有精确、严谨、可证明等特点，可以有效地帮助设计和验证安全协议。
下面，我们对安全协议设计的形式化方法进行探讨。
一、形式化方法概述形式化方法，是指利用一定的数学符号、关系以及规则，对于以人为中心的某些活动或者系统行为进行表述、分析和验证的方法。
最初形式化方法是应用于软件开发中的，但随着科学技术的不断发展，形式化方法已经广泛应用于安全协议设计领域。
形式化方法不同于非形式化的描述方式，其目的是为了用更加严格的方式建立一些描述性模型，提供严密的理论依据，从而实现系统的纵向合理化。
形式化方法直接向用户展示抽象且完整的问题性质，而不是用自然语言进行更加模糊、留有漏洞的描述方式，从而使得问题更加清晰、准确。
二、形式化方法在安全协议设计中的应用1. 定义安全协议的模型通过建立数学模型，使得协议的安全特性定义得更加全面明确，从而使得整个协议生命周期更加容易管理。
这对于小的协议也比较好控制，但是对于大规模的网络，建立模型会比较困难。
2. 形式化规范和分析协议可以通过建立一些严格的表达式，定义出协议的要求以及抵御攻击的特性。
从而将协议分析转为数学问题，更加清楚地理解和证明协议的安全性。
3. 使用自动化工具来检查协议的安全性利用自动化工具可以检查协议是否满足安全性的规范。
这种方法相对于手工检查更加节省时间，同时可以根据规范进行自动验证，检验协议是否满足安全需求。
4. 建立安全协议框架和设计算法通过形式化方法研究安全协议设计框架，建立对协议的形式化描述，如使用安全协议工程、建立模型库等，为协议设计提供指导。
1.安全性与操作系统之间的关系是怎样的？2.从操作系统安全的角度如何理解计算机恶意代码、病毒、特洛伊木马之间的关系？恶意代码指的所有感染计算机并且造成破坏的程序，病毒是恶意代码的一种，可以复制感染计算机程序造成破坏。
而特洛伊木马是一种载体，它伪装成合法的程序，在执行的时候才把隐藏在其中的恶意代码释放，如病毒、蠕虫等。
3.从操作系统面临的安全威胁看，密码服务与操作系统安全功能之间的关系如何？密码服务虽然主要依赖于应用层的密钥管理功能，但是如果操作系统无法保护数据文件，无法有效的保护密钥，那么数据加密的作用将大大降低，所以操作系统安全是密码服务的基石。
4.简述操作系统安全和信息系统安全之间的关系？操作系统的安全性在计算机信息系统的整体安全性中具有至关重要的作用，没有操作系统提供的安全性，信息系统的安全性是没有基础的。
5.简述安全操作系统研究的主要发展过程。
6.Linux自由软件的广泛流行为什么会对我国安全操作系统的研究与开发具有积极的推进作用？1.安全操作系统的安全功能与安全保证之间有怎样的关系？安全功能主要说明操作系统所实现的安全策略和安全机制符合评价准则哪一级的功能要求。
而安全保证则是通过一定的方法保证操作系统所提供的安全功能确实达到了确定的功能要求。
2.从操作系统安全的角度如何区分可信软件与不可信软件？软件保证能安全运行，并且后来系统的安全也依赖于软件的无错操作。
3.在操作系统中哪些实体即可以是主体又可以为客体？请举例说明。
在操作系统中，进程作为用户的客体，同是又是其访问对象的主题。
4.如何从安全策略、安全模型和系统安全功能设计之间的关系上，来验证安全内核的安全？安全策略是指有关管理、保护和发布敏感信息的法律、规定和实施细则。
安全模型则是对安全策略所表达的安全需求的简单、抽象和无歧义的描述，它为安全策略和安全策略实现机制的关联提供了一种框架。
JP指出要开发安全系统首先应该建立系统的安全模型。
=5.为什么要将可信的管理人员列入可信计算基的范畴？由于系统管理员的误操作或恶意操作也会引起系统的安全性问题，因此他们也被看做TCB的一部分。
操作系统安全笔记3---安全模型⼀.安全模型分类
1.⾮形式化安全模型：模拟系统安全功能
2.形式化安全模型：使⽤数学模型精确描述安全性记其在系统中使⽤的情况
⼆.安全模型与安全策略的关系
安全模型是安全策略的清晰表达
三.安全策略类型
机密性策略
完整性策略
混合型/中⽴型策略
四.安全模型分类：
blp模型/bell-lapadula模型（机密性模型）
biba模型（完整性模型）
clark-wilson模型/c-w模型（完整性模型）
中国墙模型/bn模型（混合型/中⽴型模型）
访问控制模型
安全信息流模型
⽆⼲扰安全模型
五.blp模型/bell-lapadula模型（机密性模型）
⽤于军事领域。
基于主体，客体，以及级别概念。
安全策略
强制访问控制
⾃主访问控制
公理
简单安全性
*特性
⾃主安全性
兼容性公理
优点
缺点
六.biba模型（完整性模型）
基于主体，客体，以及级别概念，与blp相似
安全策略
强制安全策略
⾃主安全策略
七.clark-wilson模型/c-w模型（完整性模型）核⼼：
良构事物（well-formal transaction)和任务分离机制
⼋.中国墙模型/bn模型（混合型/中⽴型模型）⽤于商业领域
友情连接：。
