Главная › Услуги › Самая надежная ос. Анонимные операционные системы: Обзор и сравнение лучших. Мультисерверные операционные системы

Самая надежная ос. Анонимные операционные системы: Обзор и сравнение лучших. Мультисерверные операционные системы

Чаще всего в контексте их беспрецедентной безопасности. Некоторые даже утверждают, что Linux - самые безопасные операционные системы из всех представленных на рынке. Это, разумеется, ничем не доказуемая гипербола. Действительно, многие дистрибутивы Linux оказываются на порядок безопаснее и , но большинство из них не дотягивает до стандартов FreeBSD, не говоря уже об OpenBSD, которая зарекомендовала себя как одна из наиболее защищенных пользовательских систем. И это даже если оставить в стороне узкоспециальные ОС типа всевозможных RTOS, IBM i, OpenVMS и TrustedBSD.

Теоретически, конечно, такое заявление все-таки имеет право на существование. Если учесть, что при словах «операционная система с открытым кодом» большинство пользователей думает в первую очередь (если не исключительно) о Linux (а порой даже считает, что Linux - это и есть название ОС), то они правы. При прочих равных условиях, популярные системы с открытым кодом действительно имеют преимущество с точки зрения безопасности по сравнению с закрытыми ОС. Тем не менее, семейство Linux - далеко не единственный образец операционных систем с открытым кодом.

Если считать Linux символом открытого ПО, а MS Windows - символом закрытого, тогда, конечно, можно сказать, что «Linux - самые безопасные системы из всех», притом что в понятие «все» входит всего две категории продуктов. Но ведь мир устроен далеко не так просто.

На самом деле, ОС Linux далеко не являются самыми безопасными, если учесть весь доступный ассортимент операционных систем. А некоторые дистрибутивы Linux так и вообще создавались исключительно в исследовательских целях и поэтому намеренно обладают минимальным уровнем защиты в стандартной конфигурации. По уровню варьируются от абсолютно не защищенных до таких монстров, как Hardened Gentoo. Ну а среднестатистический дистрибутив Linux находится, естественно, где-то посередине.

К тому же, вычислить « » не так просто, как это кажется на первый взгляд. Главный критерий, на который ориентируются пользователи, не разбирающиеся в стандартах безопасности (и те, кто манипулирует этими пользователями в корыстных интересах), - это количество выявленных уязвимостей. Но ведь мы-то с вами знаем, что минимум обнаруженных в системе лазеек - еще не повод считать ее надежно защищенной. Говоря о безопасности, нужно учитывать целый ряд факторов, в том числе:

Осуществляется ли проверка качества кода;
какие заданы стандартные настройки безопасности;
насколько быстро и качественно пишутся исправления;
как устроена система распределения полномочий;
...и многое другое.

Даже если не брать в расчет ОС, в которых не запускаются, к примеру, популярные веб-браузеры (Firefox), почтовые клиенты (Thunderbird) и офисные программы (OpenOffice.org) с графическим интерфейсом WIMP на компьютере с архитектурой Intel x86, среднестатистический дистрибутив Linux ни при каких условиях нельзя назвать самой защищенной операционной системой. И уж во всяком случае, Ubuntu - едва ли не самый распространенная ОС Linux - на это звание претендовать точно не может.

Да и вообще, в любой категории систем непременно найдется такая, которая оказывается на порядок лучше Ubuntu по всем параметрам, причем зачастую это просто другие дистрибутивы Linux. А ведь некоторые утверждают, что среди - самая безопасная. В таком случае, и если предположить, что системы Linux вообще самые защищенные на рынке, это значит, что Ubuntu даже безопаснее OpenVMS. Извините, что-то не верится.

Если вы тоже убеждены, что «Linux - самые безопасные операционные системы», настоятельно советую вам пересмотреть свои взгляды. Многие другие ОС оказываются намного безопаснее среднестатистического дистрибутива Linux. К тому же, если учесть, насколько разнообразно семейство ОС Linux в принципе и какие разные критерии приняты для оценки степени защищенности операционных систем, такое заявление звучит по меньшей мере идеалистически.

Ответ на вопрос «являются ли операционные системы Linux самыми безопасными» зависит от того, какие системы сравнивать и с какой точки зрения оценивать безопасность ОС (если, конечно, речь не идет об абстрактном сравнении открытого и закрытого ПО). Если же голословно заявлять, что Linux безопаснее всех, всегда есть риск столкнуться с человеком, который разбирается в проблеме гораздо лучше и легко сможет разнести эту необоснованную точку зрения в пух и прах.

Нужно быть точнее в своих высказываниях, иначе есть опасность усвоить поверхностный взгляд на проблему безопасности вообще и создать массу неприятностей для тех, кто склонен прислушиваться к таким заявлениям. Если имеется в виду, что при прочих равных условиях популярные операционные системы с открытым кодом безопаснее популярных ОС с закрытым, - нужно так и говорить. Если имеется в виду, что стандартная конфигурация Ubuntu безопаснее стандартной конфигурации

В наш век BYOD, когда почти половина организаций сообщают об утечке данных и взломе мобильных устройств, а 64% и вовсе не имеют политик BYOD (по данным фирмы Veracode), тема мобильной безопасности становится всё более актуальной для поставщиков решений, стремящихся защитить сети заказчиков.

Это возлагает бремя BYOD на ИТ-подразделения и VAR`ов, которые должны внедрить лучшие методы защиты на всём многообразии устройств.

Существуют, конечно, десятки разных моделей смартфонов и планшетов, но, по большому счету, дело сводится к четырем главным платформам мобильных ОС: iOS Apple, Android Google, BlackBerry и Windows Phone Microsoft.

IPhone и iPad получили широкое распространение в корпоративной среде, согласно опросу вендоров администрирования мобильных устройств (MDM), проведенному CRN при подготовке этой статьи. Теодора Тайтонис, вице-президент по мобильным технологиям в Veracode, считает, что успех Apple выстроен на ее жестком контроле над аппаратной платформой, ПО и экосистемой приложений наряду с продуманными дополнениями, такими как новые API управления контентом и приложениями в iOS 7.

Android, самая популярная мобильная ОС на планете, значительно продвинулась в корпоративном сегменте, хотя вендоры антивирусов приводят длинный перечень вредоносного ПО, перед которым Android-устройства порой пасуют. Samsung - главный вендор в сегменте Android - всячески подчеркивает свои расширения SAFE (Samsung Approved For Enterprise) и фирменную технологию защиты Knox, встроенную в некоторые модели, стремясь повысить привлекательность этой ОС для организаций.

Microsoft в своей Windows Phone 8 предлагает уникальные возможности, прежде всего интеграцию с Active Directory, позволяя вендорам MDM улучшить администрирование и назначать политики для групп пользователей. Есть еще, конечно, встроенная поддержка Active Sync. И эксперты по безопасности говорят, что Windows Phone 8 несравненно продвинулась в более надежной изоляции приложений (sandboxing).

Есть, наконец, BlackBerry, снискавшая (и всё еще сохраняющая) огромное уважение среди поставщиков решений за множество своих функций безопасности, таких как служба BBM и функции защиты в ее переоснащенном сервере администрирования BES 10. Теперь в этой ОС есть поддержка Exchange Active Sync и новая технология Balance, позволяющая организациям создать раздел в устройстве с BlackBerry 10, чтобы держать персональные и корпоративные данные и приложения отдельно.

«Потребители обычно тяготеют к более яркому на рынке мобильных устройств», - говорит Тайтонис из Veracode. Но это не всегда оказывается надежно защищенным. «Бремя BYOD лежит на конечном пользователе, который должен сделать правильный выбор смартфона или планшета и использовать их, соблюдая безопасность», - добавила она.

Что касается угроз безопасности и нарушений прайвеси мобильных устройств, то даже самые защищенные мобильные ОС не могут их исключить, если у пользователя нет элементарного здравого смысла, говорит она.

С этим согласен и Джерри Зигмонт, владелец реселлерской компании MacWorks, сотрудничающей с Apple. «Я не думаю, что есть какой-то один телефон, более защищенный, чем все другие», - сказал он. Тем не менее, он считает, что Apple и iOS 7 имеют некоторое преимущество перед Android, Windows Phone 8 и BlackBerry.

IOS: самая защищенная

Так считают эксперты мобильной безопасности и поставщики решений. У Apple преимущество, говорят они, потому что она держит в своих руках значительную часть всех составляющих - прикладной уровень (App Store), операционную систему (iOS) и сами устройства (iPhone/iPad), но не инфраструктуру (ее предоставляют операторы связи).

«iOS наиболее защищена, поскольку внимание к безопасности на уровне приложений ничуть не меньше, чем на уровне операционной системы», - говорит Айра Гроссман, директор по технологии клиентских устройств компании MCPc, крупного поставщика решений в США с собственной платформой Anyplace Workspace.

«Если приложения не защищены, то не имеет значения, насколько защищена операционная система, - говорит Гроссман. - Apple Store дает уровень безопасности, которого мы не имеем сегодня в стандартной витрине Android-приложений».

Но одно лишь то, что Apple строго следит за своей витриной App Store, еще не гарантирует преимущество перед конкурентами в безопасности приложений. По мнению Veracode, мобильные приложения Apple создают столько же потенциальных рисков, как и ее ближайшего конкурента, Android, если говорить о главных типах угроз.

Проанализировав тысячи приложений для iOS и Android, используемых ее клиентами, Veracode обнаружила почти равное количество случаев незащищенного хранения служебной информации, так что хакер мог бы выкрасть финансовые или хранимые идентификационные данные из приложения. Veracode обнаружила также равную подверженность в обработке ошибок приложений, что может быть использовано в атаках межсайтового скриптинга, когда разрешается выполнение скрипта, взятого с вебсайта, и он может быть использован для кражи информации или запуска другого вредоносного ПО на устройстве.

«Apple продвинулась дальше всех в деле безопасности. Каждое приложение запускается отдельно (sandboxed), то есть хранение данных и память изолируются. И у нее больше всего контроля над установкой патчей», - сказал один эксперт по безопасности из MDM-фирмы, попросивший об анонимности.

Управление уровнем заплат и контроль за установкой обновлений - важное преимущество Apple перед Android, говорят многие вендоры MDM. Apple посылает свои собственные «заплаты» напрямую пользователям, и это означает, что найденные уязвимости устраняются в течение 24 часов. Это дает Apple преимущество, говорят они, так как Android полагается на операторов беспроводной связи, которые рассылают свои заплаты и обновления ОС для устранения «дыр» в безопасности. Что еще хуже, сегмент Android фрагментирован: разные аппаратные платформы и номера версий ОС могут порой требовать отдельной заплаты для каждой версии.

В отличие от Apple, Android-устройства используют мешанину разных вариантов этой ОС. К сожалению, операторы не спешат с рассылкой заплат на устройства. Даже вендоры MDM признаются, что с трудом охватывают все версии.

Android: прочное второе место

Но это не значит, что Android OS не защищена. Она имеет множество встроенных функций безопасности. Кроме того, производители Android-устройств, прежде всего Samsung, улучшили версии этой ОС дополнив их расширенными средствами защиты, такими как технология Knox (Samsung).

Однако чтобы платформа Knox эффективно работала, организация должна сначала внедрить управление корпоративного класса для устройств с Knox. Эта платформа полагается на виртуализацию, которая обеспечивает полное разделение рабочих и личных данных на мобильных устройствах.

С учетом этого, Ожас Реже (Ojas Rege), вице-президент по стратегии компании MobileIron, вендора MDM, утверждает, что безопасность и возможности администрирования в Android почти равны таковым у Apple. «Ключ к безопасности - это архитектура с изоляцией приложений, где данные в корпоративном приложении не могут быть доступны для другого приложения. iOS обеспечивает наиболее строгую изоляцию. Но более защищенные версии Android, например, с технологией Knox Samsung, также не хуже».

BlackBerry: возможно ли второе рождение?

Популярной в определенных кругах остается также BlackBerry OS. Со своим BlackBerry Enterprise Server (BES) она включает сотни функций защиты для организаций.

«BlackBerry - самая защищенная. В этом единственная причина, почему она еще жива, - говорит Стивен Канторович, президент VAR-компании CelPro Associates. - Именно поэтому ее используют госорганы и даже президент Обама».

Если бы ностальгия и заслуженное уважение могли увеличивать долю рынка, то BlackBerry обошла бы Apple уже завтра, но увы! - многие в отрасли считают, что она неуклонно угасает. Как результат, наблюдается исход разработчиков, да и вендоры MDM тоже переключаются на другие платформы. Если судить по цифрам, то будущее BlackBerry выглядит блёклым. Реже из MobileIron говорит, что доля BlackBerry среди организаций, с которыми он работает, быстро падает.

Согласно недавнему исследованию MobileIron, половина из компаний, обеспечивающих администрирование смартфонов BlackBerry, говорят, что планируют прекратить поддержку в ближайшие 12 месяцев. В секторе финансовых услуг 44% мобильных устройств - это BlackBerry. Согласно опросу MobileIron, в ближайшие 12 месяцев эта цифра снизится до 30%.

Впрочем, главный управляющий BlackBerry Джон Чэнь (John Chen) позволил себе не согласиться с ниспровергателями. На Всемирном конгрессе мобильной связи в феврале он заявил собравшимся, что компания намерена вновь громко заявить о себе на рынке смартфонов с новой high-end моделью с QWERTY-клавиатурой под названием BlackBerry Classic, намеченной к выпуску в этом году.

В интервью журналу USA Today Чэнь так охарактеризовал эту модель: «Это усовершенствованная и расширенная версия одного из наших самых популярных и успешных продуктов, который назывался Bold. Она будет иметь клавиатуру и хороший сенсорный экран, очень быстрый Интернет, веб-браузер и средства мультимедиа. А кроме того, будет очень защищенной».

Чэнь не раз заявлял, что BlackBerry - самая защищенная платформа в том, что касается самого устройства и пересылки сообщений (как электронной почты, так и BBM), и безопасность - главное в планах разработки компании.

Windows Phone 8: сила, с которой нужно считаться

Исследование фирмы ComScore показывает, что Android и Apple вместе удерживают сегодня более 93% рынка (доля Android составляет 52%, у Apple 41%), а Windows Phone 8 и BlackBerry состязаются за очень отдаленное третье место, имея 3,4% и 2,9% соответственно.

Хотя доля рынка Microsoft составляет единицы процентов, ее преимуществом перед BlackBerry является тесная интеграция с корпоративной средой. «Windows Phone - центральная часть нашего предложения, поскольку мы думаем, что она имеет большой потенциал в корпоративном сегменте», - говорит Реже из MobileIron.

Эксперты в безопасности говорят, что в Windows Phone 8 значительно улучшена изоляция приложений. Но эта ОС поддерживает меньше политик MDM по сравнению с iOS, а это означает, что вендоры, такие как MobileIron, не могут предоставить такой же уровень контроля для этой ОС, говорит Реже.

«Windows Phone 8 вполне способна удовлетворить специалистов по работе с информацией, но не тех, кто должен соответствовать высокому уровню регулятивных требований и защищенности», - говорит Райан Смит, ведущий инженер по безопасности компании-стартапа Mojave Networks.

По этим причинам (и вследствие невысокого спроса) Windows Phone 8 стоит в конце списка у многих экспертов в безопасности. Но это не значит, что вендоры MDM не обеспечивают ее поддержку - у большинства она есть.

Если BlackBerry явно не хватает жизненной силы, то перед Windows Phone 8 раскрыт горизонт возможностей. Защищенность мобильных устройств - это ускользающая цель, говорит Смит. Опираясь на прочное присутствие в корпоративном сегменте и купленный бизнес смартфонов Nokia, Microsoft может изменить расклад сил в безопасности с новым выпуском своей мобильной ОС, сказал он.

Когда последний раз ваш телевизор внезапно отключался или требовал, чтобы вы срочно загрузили из Web какую-нибудь программную заплатку, исправляющую критическую ошибку? В конце концов, если у вас не совсем уж древний телевизор, то, по сути, он тот же компьютер - с центральным процессором, большим монитором, какой-то аналоговой электроникой для декодирования радиосигналов, парочкой специальных устройств ввода/вывода (пульт, встроенный дисковод для кассет или DVD-дисков) и с программным обеспечением, прописанным в оперативной памяти. Этот риторический вопрос возвращает нас к одной неприятной проблеме, о которой так не любят говорить в компьютерной индустрии. Почему телевизоры, DVD-проигрыватели, MP3-плейеры, сотовые телефоны и другие электронные устройства с программным обеспечением вполне надежны и хорошо защищены, а компьютеры - нет? Конечно, тому есть немало «объяснений»: компьютеры - это гибкие системы, пользователи могут менять программное обеспечение, отрасль информационных технологий еще недостаточно развита и так далее. Но, поскольку мы живем в эпоху, когда подавляющее большинство компьютерных пользователей мало сведущи в технических вопросах, то подобные «объяснения» им не кажутся убедительными.

Чего потребитель ждет от компьютера? Того же самого, что и от телевизора. Вы его покупаете, подключаете, и он прекрасно работает следующие десять лет. ИТ-специалистам следует принять во внимание эти ожидания и сделать компьютеры такими же надежными и защищенными, как телевизоры.

Самой слабым местом в плане надежности и защиты остается операционная система. Несмотря на то, что прикладные программы содержат немало дефектов, если бы операционная система была безошибочной, то некорректность прикладных программ не имела бы столь серьезных последствий, как сейчас, поэтому мы остановимся в данной статье именно на операционных системах.

Но прежде, чем перейти к деталям, несколько слов о связи между надежностью и защитой. Проблемы, возникающие в каждой из этих сфер, зачастую имеют общие корни: ошибки в программном обеспечении. Ошибка переполнения буфера может вызвать сбой в системе (проблема надежности), но она также позволяет хитроумно написанному вирусу проникнуть на компьютер (проблема защиты). Несмотря на то, что в данной статье мы, прежде всего, будем говорить о надежности, следует иметь в виду, что увеличение надежности может привести к усилению защиты.

Почему системы ненадежны?

Современные операционные системы имеют две особенности, из-за которых они теряют как в надежности, так и в защищенности. Во-первых, эти ОС огромны по размеру, а, во-вторых, в них очень плохо обеспечена изоляция ошибок. Ядро Linux имеет свыше 2,5 млн. строк кода, а ядро Windows XP как минимум в два раза больше.

Одно из исследований, посвященных изучению надежности программного обеспечения, показало, что программы содержат от 6 до 16 ошибок на каждые 1000 строк исполняемого кода. Согласно результатам другого исследования, частота ошибок в программах находится в пределах от 2 до 75 на каждые 1000 строк исполняемого кода , в зависимости от размера модуля. Даже если исходить из самой скромной оценки (6 ошибок на 1000 строк кода), ядро Linux, по всей видимости, содержит примерно 15 тыс. ошибок; Windows XP - как минимум в два раза больше.

Хуже того, как правило, около 70% операционной системы составляют драйверы устройств, уровень ошибок в которых в три-семь раз выше, чем в обычном коде , поэтому приведенная выше оценка числа ошибок в ОС, скорее всего, сильно занижена. Понятно, что найти и исправить все эти ошибки просто невозможно. Более того, при исправлении одних ошибок зачастую вносятся новые.

Из-за огромного размера современных операционных систем никто в одиночку не может знать их досконально. Действительно, крайне трудно создать хорошую систему, если никто в действительности ее себе полностью не представляет.

Этот факт приводит нас ко второй проблеме: изоляции ошибок. Ни один человек в мире не знает все о том, как функционирует авианосец, но подсистемы авианосца хорошо изолированы друг от друга, и его засорившийся туалет никак не повлияет на работу подсистемы запуска ракет.

Операционные системы не имеют такого рода изоляции между компонентами. Современная операционная система содержит сотни или даже тысячи процедур, объединенных друг с другом в одну бинарную программу, работающую в режиме ядра. Каждая из миллионов строк кода ядра может переписать основные структуры данных, которые используют не связанные с этим кодом компоненты, что приводит к сбою системы, выяснить причины которого крайне сложно. Кроме того, если вирус инфицировал одну процедуру ядра, невозможно предотвратить его стремительное распространение на другие процедуры и заражение всей машины целиком.

Вернемся к аналогии с кораблем. Корпус современного судна разделен на множество отсеков. Если в одном из отсеков возникает течь, то затапливается только он, а не весь трюм. Современные операционные системы подобны кораблям, существовавшим до изобретения переборок: корабль может потопить любая пробоина.

К счастью, ситуация не столь бесперспективна. Разработчики стремятся создать более надежные операционные системы. Существует четыре различных подхода, которые применяются для того, чтобы в будущем сделать ОС более надежными и защищенными. Мы изложим их в нашей статье в «возрастающем» порядке, от менее радикальных к более радикальным.

Укрепленные операционные системы

Самый консервативный подход, Nooks , был разработан для того, чтобы увеличить надежность существующих операционных систем, таких как Windows и Linux. Технология Nooks поддерживает монолитную структуру ядра, в которой сотни или тысячи процедур связаны вместе в одном адресном пространстве и работают в режиме ядра. Этот подход сосредоточен на том, чтобы сделать драйверы устройств (основная причина всех проблем) менее опасными.

В частности, как показывает рис. 1, Nooks защищает ядро от некорректных драйверов устройств за счет того, что каждый драйвер заключается в оболочку и размещается на уровне защищенного программного обеспечения, который формирует домен упрощенной защиты. Такую технологию иногда называют «песочницей». Оболочка вокруг каждого драйвера тщательно отслеживает все взаимодействия между драйвером и ядром. Кроме того, данная технология может использоваться для других расширений ядра, таких как загружаемые операционные системы, но для простоты мы будем говорить о ней только применительно к драйверам.

Цели проекта Nooks заключаются в следующем:

защитить ядра от ошибок в драйверах;
обеспечить автоматическое восстановление в случае сбоя в драйвере;
сделать все это путем минимальных изменений в существующих драйверах и ядре.

Защита ядра от некорректных драйверов - не главная цель. Впервые технология Nooks была реализована на Linux, но эти идеи в равной степени применимы к другим унаследованным ядрам.

Изоляция

Основное средство, позволяющее уберечь структуры данных ядра от уничтожения некорректными драйверами - это карта страниц виртуальной памяти. При работе драйвера все внешние для него страницы переводятся в режим «открыты только для чтения», благодаря чему создается отдельный домен упрощенной защиты для каждого драйвера. Таким образом, драйвер может читать структуры данных ядра, которые ему необходимы, но любая попытка напрямую изменить структуры данных ядра вызовет исключение центрального процессора, которое перехватывает менеджер изоляции Nooks. Доступ к частной памяти драйвера, где хранятся стеки, куча, структуры частных данных и копии объектов ядра, разрешен на чтение и на запись.

Посредничество

Каждый класс драйверов экспортирует набор функций, которые может вызвать ядро. Например, аудиодрайверы могут предоставить вызов для записи блока образцов звучания на звуковую карту, другой - для регулирования громкости и так далее. Когда драйвер загружен, заполняется массив указателей на функции драйвера, благодаря чему ядро может найти любую из них. Кроме того, драйвер импортирует набор функций, предоставляемых ядром, например, для резервирования буфера данных.

Nooks предоставляет оболочки как для экспортируемых, так и для импортируемых функций. Теперь, когда ядро вызывает функцию драйвера или драйвер вызывает функцию ядра, вызов на самом деле направляется оболочке, которая проверяет корректность параметров и управляет вызовом. Несмотря на то, что суррогаты (stubs) оболочки (на рис. 1 они изображаются как линии, указывающие как внутрь, так и наружу драйвера) генерируются автоматически на основе прототипов функций, тело оболочки разработчикам приходится писать вручную. В целом группа Nooks написала 455 оболочек: 329 для функций, которые ядро экспортирует, и 126 - для функций, которые экспортируют драйверы устройств.

Когда драйвер пытается модифицировать объект ядра, его оболочка копирует объект в домен защиты драйвера, то есть в его частные страницы, открытые для чтения и записи. Затем драйвер меняет копию. Если запрос был выполнен успешно, менеджер изоляции копирует модифицированные объекты обратно в ядро. Таким образом, сбой в работе драйвера или ошибка во время вызова всегда оставляют объекты ядра в корректном состоянии. Операции контроля за импортируемыми объектами специфические для каждого объекта, в силу чего группе Nooks пришлось вручную писать код для контроля 43 классов объектов, которые используют драйверы Linux.

Восстановление

В случае сбоя в режиме пользователя запускается агент восстановления, который обращается к базе данных конфигурации для того, чтобы выяснить, что нужно делать. Во многих случаях освобождения всех занятых ресурсов и перезапуска драйвера оказывается достаточно, поскольку самые распространенные алгоритмические ошибки, как правило, находят при тестировании, и в коде в основном остаются ошибки синхронизации и специфические дефекты.

Эта технология позволяет восстановить систему, но работавшие в момент сбоя приложения могут оказаться в некорректном состоянии. В результате работы группа Nooks добавила концепцию дублирующих драйверов (shadow driver) для того, чтобы приложения могли выполняться корректно даже после сбоя драйвера.

Одним словом, во время нормальной работы дублирующий драйвер регистрирует взаимодействия между каждым драйвером и ядром, если это взаимодействие может потребоваться для восстановления. После перезапуска драйвера дублирующий драйвер передает перезапущенному драйверу все данные из журнала регистрации, например, повторяя вызов системы управления вводом/выводом (IOCTL) для того, чтобы установить параметры, такие как громкость звука. Ядру ничего не известно о процессе возвращения драйвера в то состояние, в котором находился старый драйвер. Как только этот процесс завершается, драйвер начинает обрабатывать новые запросы.

Ограничения

Несмотря на то, что, согласно экспериментам, Nooks может обнаруживать 99% фатальных ошибок драйвера и 55% не фатальных, он далеко не совершенен. Например, драйверы могут выполнять привилегированные команды, которые они выполнять не должны; они могут записывать данные в некорректные порты ввода/вывода и выполнять бесконечные циклы. Более того, группе Nooks большое количество оболочек пришлось написать вручную, и эти оболочки могут содержать ошибки. Наконец, при данном подходе невозможно запретить драйверам записывать данные в любое место памяти. Тем не менее это потенциально весьма полезный шаг к повышению надежности унаследованных ядер.

Паравиртуальные машины

Второй подход создан на основе концепции виртуальной машины. Эта концепция была разработана в конце 60-х годов. Идея заключается в том, чтобы использовать специальную управляющую программу, называемую монитором виртуальной машины, которая работает непосредственно с аппаратным обеспечением, а не с операционной системой. Виртуальная машина создает несколько экземпляров реальной машины. Каждый экземпляр может поддерживать работу любой программы, которая способна выполняться на данном аппаратном обеспечении.

Этот метод часто применяется для того, чтобы две или несколько операционных систем, скажем, Linux и Windows, могли работать на одной и той же машине одновременно, причем так, что каждая из ОС считает, что в ее распоряжении находится вся машина. Использование виртуальных машин имеет заслуженную репутацию средства, обеспечивающего хорошую изоляцию ошибок. В конце концов, если ни одна из виртуальных машин не подозревает о существовании других, проблемы, возникающие на одной машине, никак не могут распространиться на другие.

Была предпринята попытка адаптировать данную концепцию для организации защиты в одной операционной системе, а не между различными ОС . Более того, поскольку Pentium не полностью поддерживает виртуализацию, пришлось отступить от принципа запускать в виртуальной машине операционную систему без каких-либо ее изменений. Эта уступка позволяет вносить изменения в операционную систему для того, чтобы гарантировать, что она не может делать ничего, что невозможно виртуализировать. Для того чтобы данную технологию отличать от истинной виртуализации, ее называют паравиртуализацией .

В частности, в 90-х годах группа разработчиков из университета Карлсруэ создала микроядро L4 . Они смогли запустить слегка модифицированную версию Linux (L4Linux) на L4 в режиме, который можно называть видом виртуальной машины . Позже разработчики выяснили, что вместо того чтобы запускать только одну копию Linux на L4, они могут запускать несколько копий. Как показано на рис. 2 , эта мысль привела к идее использования одной из виртуальных машин Linux для работы прикладных программ, а другой или нескольких - для работы драйверов устройств.

Если драйверы устройств работают в одной или в нескольких виртуальных машинах, изолированных от основной виртуальной машины, где работает остальная операционная система и прикладные программы, то в случае сбоя в драйвере выходит из строя только его виртуальная машина, а не основная. Дополнительное преимущество такого подхода заключается в том, что драйверы устройств не нужно модифицировать, поскольку они видят обычную среду ядра Linux. Конечно, само ядро Linux придется менять для того, чтобы оно поддерживало паравиртуализацию, но это однократное изменение. Кроме того, нет необходимости повторять эту процедуру для каждого драйвера устройства.

Поскольку драйверы устройств работают на аппаратном обеспечении в режиме пользователя, основной вопрос заключается в том, как они будут выполнять ввод/вывод и обрабатывать прерывания. Физический ввод/вывод поддерживается за счет добавления примерно 3 тыс. строк кода к ядру Linux, на котором работают драйверы, благодаря чему драйверы могли использовать сервисы L4 для ввода/вывода вместо того, чтобы делать это самостоятельно. Дополнительные 5 тыс. строк кода поддерживают взаимодействия между тремя изолированными драйверами (диска, сети и шины PCI) и виртуальной машиной, в которой выполняются прикладные программы.

В принципе, этот подход должен обеспечить более высокую надежность, чем единая операционная система, поскольку в том случае, если в виртуальной машине, содержащей один или несколько драйверов, возникает сбой, то виртуальную машину можно перезапустить - и драйверы вернутся в свое исходное состояние. В отличие от Nooks при данном подходе не предпринимается никаких попыток вернуть драйверы в предыдущее состояние (то состояние, в котором они находились до того, как возник сбой). Таким образом, если аудиодрайвер выйдет из строя, он будет восстановлен со значением уровня звука по умолчанию, а не с тем, что было до того, как возник сбой.

Параметры производительности показывают, что накладные расходы при использовании паравиртуализованных машин составляют около 3-8%.

Мультисерверные операционные системы

Первые два подхода предусматривают модификацию унаследованных систем. Следующие два посвящены будущим системам.

Один из этих подходов напрямую касается сути проблемы: работы всей операционной системы как единой гигантской бинарной программы в режиме ядра. Вместо этого в данном случае предлагается иметь несколько небольших микроядер, работающих в режиме ядра, в то время как остальная часть операционной системы представляет собой набор полностью изолированных сервера и процессов драйвера, работающих в режиме пользователя. Эта идея была предложена 20 лет назад, но тогда она так и не была полностью воплощена из-за более низкой производительности мультисерверной ОС по сравнению с монолитным ядром. В 80-х годах производительность считалась самым важным показателем, а о надежности и защите даже не задумывались. Конечно, в свое время инженеры самолетов не задумывались о расходе топлива или о создании дверей кабины, способной выдерживать вооруженное нападение. Времена меняются, и представление людей о том, что действительно важно, меняются тоже.

Мультисерверная архитектура

Для того чтобы лучше понять, в чем состоит идея мультисерверной операционной системы, обратимся к современному примеру. Как показано на рис. 3 , в Minix 3, микроядро обрабатывает прерывания, предоставляет базовые механизмы для управления процессами, реализует взаимодействия между процессами и выполняет планирование процессов. Оно также предоставляет небольшой набор вызовов ядра для авторизованных драйверов и серверов, такие как чтение избранной части адресного пространства конкретного пользователя или запись в авторизованные порты ввода/вывода. Драйвер часов использует то же адресное пространство, что и микроядро, но он планируется как отдельный процесс. Ни один другой драйвер в режиме ядра не работает.

Над микроядром находится уровень драйверов устройств . Каждое устройство ввода/вывода имеет свой собственный драйвер, который функционирует как отдельный процесс в своем собственном частном адресном пространстве, защищенном с помощью аппаратного модуля управления памятью (MMU). Этот уровень включает в себя процессы драйверов для диска, терминала (клавиатуры и дисплея), Ethernet, принтера, аудио и так далее. Эти драйверы работают в режиме пользователя и не могут выполнять привилегированные команды или операции чтения и записи на портах ввода/вывода компьютера. Для того чтобы получить эти сервисы, драйверы должны обратиться к ядру. Хотя такая архитектура увеличивает накладные расходы, она значительно повышает надежность.

Над уровнем драйверов устройств находится уровень сервера. Сервер файлов представляет собой программу (4,5 тыс. строк исполняемого кода), которая принимает запросы от пользовательских процессов на системные вызовы Posix, касающиеся файлов, таких как, read, write, lseek и stat, и выполняет их. Кроме того, на этом уровне расположен менеджер процессов, который управляет процессами и памятью и выполняет вызовы Posix и другие системные вызовы, такие как fork, exec и brk.

Несколько необычной особенностью является сервер реинкарнации, который играет роль родительского процесса для всех остальных серверов и всех драйверов. Если в драйвере или в сервере возникает сбой, они завершают свою работу или не отвечают на периодически посылаемые команды ping, сервер реинкарнации удаляет эти процессы, если необходимо, а затем перезапускает их с копии на диске или из оперативной памяти. Таким образом можно перезапустить драйверы, но сейчас из серверов можно перезапустить только те, внутреннее состояние которых ограничено.

К числу других серверов относятся сетевой сервер, который содержит: полный стек TCP/IP; хранилище данных, простой сервер имен, который используют другие серверы; информационный сервер, который используется при отладке. Наконец, над серверным уровнем расположены пользовательские процессы. Единственное отличие между этой и другими системами Unix заключается в том, что библиотечные процедуры для чтения, записи и других системных вызовов выполняется посредством посылки сообщений серверам. За исключением данного отличия (скрытого в системных библиотеках) это обычные пользовательские процессы, которые могут использовать POSIX API.

Взаимодействия между процессами

Поскольку именно механизм взаимодействия между процессами (Interprocess Communication, IPC) позволяет всем процессам работать вместе, он критически важен в мультисерверной операционной системе. Однако так как все серверы и драйверы в Minix 3 выполняются как физически изолированные процессы, они не могут напрямую вызывать функции друг друга или совместно использовать структуры данных. Вместо этого Minix 3 поддерживает IPC за счет передачи сообщений фиксированной длины на так называемом принципе рандеву (когда и отправитель, и получатель готовы к обмену, система копирует сообщение непосредственно от отправителя к получателю). Кроме того, имеется механизм асинхронных уведомлений о событиях. События, которые не могут быть реализованы, в таблице процессов помечаются как отложенные.

Minix 3 элегантно объединяет прерывания с системой передачи сообщений. Обработчики прерываний используют механизм уведомлений для сигнализации о завершении ввода/вывода. Этот механизм позволяет обработчику устанавливать бит в битовой карте «отложенных прерываний», а затем продолжать работу без блокировки. Когда драйвер готов к получению прерывания, ядро преобразует его в обычное сообщение.

Характеристики надежности

Причин высокой надежности Minix 3 несколько. Во-первых, в ядре выполняется код размером не более 4 тыс. строк, поэтому, исходя из скромной оценки 6 ошибок на 1000 строк, общее число ошибок в ядре, скорее всего, около 24. Сравните это число с 15 тыс. ошибок в Linux и намного большим их количеством в Windows. Поскольку все драйверы устройств, за исключением часов, - это пользовательские процессы, никакой посторонний код никогда не будет работать в режиме ядра. Кроме того, небольшой размер ядра позволяет более эффективно проверить его корректность либо вручную, либо с помощью формальных методов.

Архитектура IPC в Minix 3 не требует поддержки очередей или буферизации сообщений, что избавляет от необходимости управления буфером в ядре. Более того, поскольку IPC - это мощная конструкция, IPC-возможности каждого сервера и драйвера строго ограничены. Для каждого процесса строго определены используемые примитивы IPC, доступные адресаты и уведомления о пользовательских событиях. Пользовательские процессы, например, могут взаимодействовать только по принципу рандеву или посылать сообщения только серверам Posix.

Кроме того, все структуры данных ядра являются статичными. Все эти особенности значительно упрощают код и избавляют от ошибок ядра, связанных с переполнением буфера, утечкой памяти, несвоевременными прерываниями, ненадежным кодом ядра и так далее. Конечно, перевод большей части операционной системы в режим пользователя не избавляет от неизбежных ошибок в драйверах и серверах, но делает их значительно менее опасными. Из-за ошибки ядро может уничтожить критически важные структуры ядра, записать мусор на диск и так далее. Ошибка в большинстве драйверов и серверов не может нанести значительного ущерба, поскольку эти процессы четко разделены и операции, которые они могут выполнять, строго ограничены.

Драйверы и серверы в режиме пользователя не могут работать с привилегиями суперпользователя. Они не могут получать доступ к областям памяти, находящимся за пределами их собственных адресных пространств, за исключением вызовов ядра (проверку корректности которых выполняет ядро). Более того, битовые карты и диапазоны внутри таблицы процессов ядра управляют набором допустимых вызовов ядра, возможностей IPC и допустимых портов ввода/вывода для каждого процесса в отдельности. Например, ядро может не допустить, чтобы драйвер принтера записывал информацию в пользовательские адресные пространства, обращался к портам ввода/вывода диска или посылал сообщения аудиодрайверу. В традиционных монолитных системах любой драйвер может делать что угодно.

Еще одна причина надежности - использование отдельных пространств команд и данных. Если следствием ошибки или действия вируса станет ошибка переполнения буфера драйвера или сервера и запись постороннего кода в пространство данных, инфицированный код нельзя будет выполнить за счет передачи ему управления или с помощью процедуры, указывающей на него, поскольку ядро не будет выполнять код, если он не находится в пространстве команд процесса, открытом только на чтение.

К числу других специфических особенностей, обеспечивающих более высокую надежность, самым важным является свойство самовосстановления. Если драйвер пытается сохранить данные по некорректному указателю, входит в бесконечный цикл или пытается выполнить другие некорректные операции, сервер реинкарнации автоматически заменит этот драйвер, причем, как правило, в этом случае не будут затронуты другие выполняемые процессы.

Несмотря на то, что перезапуск логически некорректного драйвера не устранит ошибку, на практике некорректная синхронизация и аналогичные ошибки вызывают множество проблем, и перезапуск драйвера часто дает возможность привести систему в корректное состояние.

Параметры производительности

В течение десятилетий разработчики критиковали мультисерверные архитектуры, базирующиеся на принципе микроядер, за их более низкую по сравнению с монолитными архитектурами производительность. Однако различные проекты подтверждают, что модульная архитектура на самом деле может обеспечивать сравнимую производительность. Несмотря на тот факт, что Minix 3 не была оптимизирована по производительности, система работает достаточно быстро. Потери производительности, которые возникают из-за того, что драйверы работают в режиме пользователя, по сравнению с драйверами в режиме ядра составляют менее 10%, и система может создаваться, в том числе ядро, общие драйверы и все серверы (112 компиляций и 11 ссылок), менее чем за 6 с на машине с процессором Athlon/2,2 ГГц.

Тот факт, что мультисерверные архитектуры позволяют поддерживать достаточно надежную Unix-подобную среду при весьма небольших потерях производительности, делает такой подход практически приемлемым. Minix 3 для Pentium можно загрузить бесплатно на условиях лицензии Berkeley с сайта www.minix3.org . Сейчас разрабатываются версии для других архитектур и встроенных систем.

Защита на базе языка

Самый радикальный подход, что весьма неожиданно, предложили в Microsoft Research, отказавшись от операционной системы как единой программы, выполняющейся в режиме ядра, и некоторого набора пользовательских процессов, функционирующих в режиме пользователя. Вместо этого предлагается система, написанная на совершенно новых, обеспечивающих безопасность типов языках, которые избавлены от всех проблем с указателями и других ошибок, связанных с Си и C++. Как и предыдущие два подхода, этот подход был предложен несколько десятилетий назад и был реализован в компьютере Burroughs B5000. Тогда существовал только язык Алгол, и защита поддерживалась не с помощью MMU (которого вообще не было в машине), а благодаря тому, что компилятор Алгол просто не генерировал «опасный» код. Подход, предложенный Microsoft Research, адаптирует эту идею к условиям XXI века.

Общее описание

Эта система, получившая название Singularity, практически полностью написана на Sing#, новом языке, гарантирующим безопасность типов. Этот язык основан на C#, но дополнен примитивами передачи сообщений, семантика которых определяется формальными, описанными средствами языка контрактами. Поскольку язык жестко ограничивает системные и пользовательские процессы, все процессы могут работать вместе в едином виртуальном адресном пространстве. Это увеличивает как безопасность (поскольку компилятор не позволит одному процессу менять данные другого процесса), так и эффективность (поскольку это избавляет от перехватов вызовов ядра (kernel trap) и переключений контекста.

Более того, архитектура Singularity является гибкой, поскольку каждый процесс - это замкнутая сущность и поэтому она может иметь свой собственный код, структуры данных, структуру памяти, систему времени исполнения, библиотеки и сборщик мусора. MMU поддерживается, но он только распределяет страницы, а не устанавливает отдельный защищенный домен для каждого процесса.

Основной принцип архитектуры Singularity состоит в том, чтобы запретить динамические расширения процессов. Кроме того, эта архитектура не поддерживает загружаемые модули, такие как драйверы устройств и подключаемые элементы браузера, поскольку они могли бы внести посторонний и непроверенный код, который может повредить родительскому процессу. Вместо этого такие расширения должны работать как отдельные процессы, полностью изолированные и взаимодействующие с помощью стандартного механизма IPC.

Микроядро

Операционная система Singularity состоит из процесса микроядра и набора пользовательских процессов, которые обычно работают в общем виртуальном адресном пространстве. Микроядро контролирует доступ к аппаратному обеспечению, резервирует и освобождает память, создает, закрывает и планирует цепочки, поддерживает синхронизацию цепочек с помощью семафоров, поддерживает синхронизацию между процессами с помощью каналов, контролирует ввод/вывод. Каждый драйвер устройств работает как отдельный процесс.

Хотя большая часть микроядра написана на Sing#, отдельные компоненты созданы на C#, C++ или assembler и должны быть надежными, поскольку проверить их корректность невозможно. К надежному коду относятся уровень аппаратной абстракции и сборщик мусора. Уровень аппаратной абстракции скрывает низкоуровневое аппаратное обеспечение от системы, инкапсулируя такие концепции, как порты ввода/вывода, линии запросов на прерывания, каналы прямого доступа к памяти и таймеры для того, чтобы предоставить остальной части операционной системы интероперабельные абстракции.

Взаимодействие между процессами

Пользовательские процессы получают системные сервисы, посылая строго типизированные сообщения микроядру по двунаправленным каналам точка-точка. Фактически эти каналы используются для всех взаимодействий между процессами. В отличие от других систем передачи сообщений, имеющих библиотеку с функциями send и receive, Sing# полностью поддерживает каналы на уровне языка, в том числе формальные спецификации типизации и протоколов. Для того чтобы прояснить это, рассмотрим спецификацию канала.

contract C1 {

In message Request(int x) requires x > 0;

Out message Reply(int y);

Out message Error();

Request? -> Pending;

State Pending: one {

Reply! -> Start;

Error! -> Stopped;

State Stopped: ;

Этот контракт утверждает, что канал принимает три сообщения: Request, Reply и Error. Первый имеет в качестве параметра положительное целое, второй - целое, а третий параметров не имеет. Когда для доступа к серверу используется канал, сообщения Request передаются от клиента к серверу, а другие два сообщения пересылаются иным путем. Машина состояний описывает протокол для канала.

В состоянии Start клиент посылает сообщение Request, переводя канал в состояние Pending. Сервер может в ответ послать либо сообщение Reply, либо сообщение Error. Сообщение Reply переводит канал обратно в состояние Start, в котором взаимодействие может продолжаться. Сообщение Error переводит канал в состояние Stopped, завершая взаимодействие по каналу.

Куча

Если все данные, такие как блоки файлов, считываемые с диска, должны передаваться по каналам, система будет работать очень медленно, поэтому делается исключение из основного правила о том, что данные каждого процесса полностью частные и внутренние для этого процесса. Singularity поддерживает разделяемую кучу объектов, но каждый экземпляр каждого объекта в куче принадлежит одному процессу. Однако владение объектом можно передавать по каналу.

В качестве примера работы кучи рассмотрим ввод/вывод. Когда драйвер диска считывает блок данных, он помещает этот блок в кучу. Затем система передает дескриптор этого блока пользователю, запросившему данные, придерживаясь принципа «единственного владельца», но позволяя передавать данные с диска пользователю без создания дополнительных копий.

Файловая система

Singularity поддерживает единое иерархическое пространство имен для всех сервисов. Корневой сервер имен использует вершину дерева, но другие серверы имен могут монтироваться на своих собственных узлах. В частности, файловая система, которая представляет собой всего лишь процесс, монтируется на /fs, поэтому, например, имя /fs/users/linda/foo может быть файлом пользователя. Файлы реализуются как B-деревья, в которых номера блоков служат ключами. Когда пользовательский процесс запрашивает файл, файловая система отдает драйверу диска команду поместить запрашиваемые блоки в кучу. Владение затем передается так, как описано выше.

Проверка

Каждый компонент системы имеет метаданные, описывающие его зависимости, экспорты, ресурсы и поведение. Эти метаданные используются для проверки. Образ системы состоит из микроядра, драйверов и приложений, необходимых для работы системы, а также их метаданных. Внешние модули проверки (верификаторы) могут выполнять множество проверок в образе системы прежде, чем система будет его использовать, в частности для того, чтобы убедиться, что драйверы не конфликтуют по ресурсам. Проверка состоит из трех этапов:

компилятор проверяет безопасность типов, владение объектами, протоколы каналов и так далее;
компилятор генерирует Microsoft Intermediate Language, переносимый JVM-подобный байт-код, который может проверять верификатор;
MSIL компилируется в код x86 для базового компьютера, который может добавлять в код проверки времени исполнения (однако существующий компилятор этого не делает).

Добиться более высокой надежности можно с помощью средств, позволяющих обнаружить ошибки в самих верификаторах.

Каждая из четырех разных попыток повысить надежность операционной системы ставит своей целью не допустить, чтобы некорректные драйверы устройств вызывали сбой в системе.

В подходе Nooks каждый драйвер по отдельности заключен в программную оболочку для того, чтобы тщательно контролировать его взаимодействия с остальной операционной системой, но при таком подходе все драйверы находятся в ядре. В реализации подхода паравиртуальной машины эта идея получила дальнейшее развитие. В данном случае драйверы перенесены в одну или несколько машин, отделенных от главной машины, что еще больше ограничивает возможности драйверов. Оба эти подхода призваны увеличить надежность существующих (унаследованных) операционных систем.

Два других подхода заменяют унаследованные операционные системы на более надежные и защищенные. Мультисерверный подход предусматривает работу каждого драйвера и компонента операционной системы в отдельном пользовательском процессе и позволяет им взаимодействовать с помощью механизма IPC микроядра. Наконец, Singularity, самый радикальный подход, использует язык, обеспечивающий безопасность типов, единое адресное пространство и формальные контракты, которые строго ограничивают возможности каждого модуля.

Три из четырех исследовательских проектов - паравиртуализация на базе L4, Minix 3 и Singularity - используют микроядра. Пока не известно, какой из этих подходов в перспективе получит широкое распространение (если это не будет какое-то иное решение). Тем не менее интересно отметить, что микроядра, долгое время считавшиеся неприемлемыми из-за их более низкой производительности по сравнению с монолитными ядрами, могут снова вернуться в операционные системы из-за их потенциально более высокой надежности, что многие считают важнее производительности. Колесо истории повернулось.

Эндрю Таненбаум ([email protected]) - профессор информатики Vrije Universiteit (Амстердам, Голландия). Джоррит Хердер ([email protected]) - аспирант отделения компьютерных систем факультета информатики Vrije Universiteit. Хербер Бос ([email protected])- доцент отделения компьютерных систем факультета информатики Vrije Universiteit.

Литература

V. Basili, B. Perricone, Software Errors and Complexity: An Empirical Investigation, Comm. ACM, Jan. 1984.
T. Ostrand, E. Weyuker, The Distribution of Faults in a Large Industrial Software System, Proc. Int?l Symp. Software Testing and Analysis, ACM Press, 2002.
A. Chou et al., An Empirical Study of Operating System Errors, Proc. 18th ACM Symp. Operating System Principles, ACM Press, 2001.
M. Swift, B. Bershad, H. Levy, Improving the Reliability of Commodity Operating Systems, ACM Trans. Computer Systems, vol. 23, 2005.
M. Swift et al., Recovering Device Drivers, Proc. 6th Symp. Operating System Design and Implementation, ACM Press, 2003.
R. Goldberg, Architecture of Virtual Machines, Proc. Workshop Virtual Computer Systems, ACM Press, 1973.
J. LeVasseur et al., Unmodified Device Driver Reuse and Improved System Dependability via Virtual Machines, Proc. 6th Symp. Operating System Design and Implementation, 2004.
J. Liedtke, On Microkernel Construction, Proc. 15th ACM Symp. Operating System Principles, ACM Press, 1995.
H. Hartig et al., The Performance of Microkernel-Based Systems, Proc. 16th ACM Symp. Operating System Principles, ACM Press, 1997.
J.N. Herder et al., Modular System Programming in MINIX 3, Usenix; www.usenix.org/publications/login/2006-04/openpdfs/herder.pdf .

«Анонимные» ОС (операционные системы) Linux предназначены для осуществления высоко защищенных и безопасных манипуляций в цифровой жизни, например при осуществлении банковских переводов в онлайн банковских системах на чужих компьютерах. Как минимум, эти ОС системы предварительно настроены, чтобы иметь их на переносном устройстве для того, чтобы сделать быстрый и безопасный веб-серфинг, не сообщая всем открытым текстом, где или кто ты на самом деле.
Мы ставим «Анонимный» Linux в кавычки по двум причинам:

Во-первых, успешно скрывать свою личность online включает в себя гораздо больше внимания и дисциплины, чем просто установка соответствующего программного обеспечения или использование безопасных ОС
Во-вторых, и иногда, во-первых: Задумайтесь, на каких компьютерах вы работаете? Риск утечки паролей или еще хуже, возможно уже зараженные троянами и кейлоггерами чужие машины, которыми вы вынуждены пользоваться в данной ситуации для своей личной жизни, проверка почты или еще хуже проверки финансовых средств, могут выудить вашу личную информацию и в дальнейшем ею пользоваться. Я надеюсь, что эта статья поможет вам справиться с подобными ситуациями.

Ниже (в серии этих статей), вы найдете пять безопасных ОС разработаны для анонимности и общей защиты частной жизни в качестве основной цели.

Пять самых безопасных ОС:

Итак, ваш выбор для безопасной ОС , определенно должен быть сделан в сторону Linux, на это есть несколько причин:

Во-первых: ОС Windows ни когда не разрабатывался для таких целей, она всегда была закрыта от внешних глаз (весь код Windows зашифрован, мы не можем знать, что там внутри). В теории Windows можно подготовить для безопасного использования, но этим еще никто не занимался, а если даже и вы займетесь, то потратите на это огромное количество времени. А Linux, в силу своей открытости позволяет делать с ним все, что заблагорассудится. Тем более такие люди уже нашлись и сделали специальные версии ОС Linux, которые абсолютно безопасные и делают из вас анонима, прямо «набор для шпиона».
Во-вторых: Технология Live CD - Linux умеет очень быстро запускаться и развертываться без установки на жесткий диск. Такую безопасную ОС вы можете на оптический диск или usb-накопитель (флешку) и носить ее в кармане. «По мгновению ока» вы сможете получить операционную систему с готовым рабочим столом и сопутствующими приложениями для работы в интернете, в не зависимости от установленной основной операционной системе в компьютере, которым Вам придется пользоваться.

Вы ищете самый безопасный дистрибутив Linux, который будет защищен и обеспечит надежную конфиденциальность вашей операционной системы?

Вот 15 самых безопасных дистрибутивов Linux для пользователей, связанных с конфиденциальностью и безопасностью.

Хорошо, вы, возможно, уже знаете, что операционная система является основным программным обеспечением, которое позволяет вам взаимодействовать с аппаратным и программным обеспечением вашего компьютера. Он управляет всем оборудованием и устанавливает связь с процессором и памятью.

Топ 15 самых безопасных дистрибутивов Linux

Количество пользователей Linux растет с каждым днем. Их особенность в том, что они встречаются реже, чем другие операционные системы. И все же они работают над тем, чтобы быть более техническими в ближайшие дни.

Вот список наиболее безопасных дистрибутивов Linux, которые «специально ориентированы на безопасность Linux». Это означает, что эта статья написана специально для того, чтобы сфокусироваться на Sharp Security, который больше беспокоит пользователя Linux

1. Кубес ОС | Qubes Linux

Если вы ищете самый безопасный дистрибутив Linux для вашего рабочего стола, здесь Qubes стоит на вершине. Почему? Ну, Qubes это операционная система на базе Fedora, ориентированная на безопасность настольных компьютеров. Эта ОС защитит вас, изолируя и виртуализируя различные виртуальные машины отдельно.

Предположим, вы загрузили вредоносное программное обеспечение не понимая сразу, что это за программное обеспечение? Или вы не знаете, безопасно это или нет. Не волнуйтесь, здесь Qubes OS играет свою роль. Кубы изолируют ваши другие личные файлы от вредоносных программ без ущерба для. Это круто, не правда ли? Обратите внимание: эта ОС лучше всего подходит для опытных пользователей. Поэтому, если вы новичок, вам будет сложно управлять этой системой.

2. Tails Linux

Tails один из лучших наиболее безопасных дистрибутивов Linux после ОС Parrot Security. Tails впервые выпущен в 2009 году. Эта операционная система разработана специально для персональных компьютеров. Если вы ищете ОС, которая будет защищать вас при работе в Интернете, то Tails займет первое место.

Это live CD и предустановленная операционная система с пакетом браузера Tor, использующим луковую схему. Поскольку все исходящие соединения проходят через Tor, это позволяет вам использовать Интернет анонимно, и что бы вы ни делали, оно никогда не оставляет никаких следов.

ОС Tails не использует пространство на жестком диске, она использует только необходимое пространство в вашей оперативной памяти, но оно будет удалено автоматически при завершении работы системы. Его можно использовать как живой DVD или живой USB. Будет удобнее загружаться с флешки, а не с DVD. Тем не менее, есть некоторые проблемы с этой ОС. В последнее время большинство пользователей утверждают, что при установке Tails требуется 2 USB-накопителя, что скучно.

3. Parrot Security OS

Parrot Security OS разработана FrozenBox и выпущена в 2013 году. Это программное обеспечение меняет правила игры, когда речь заходит о безопасности и конфиденциальности операционной системы компьютера. Parrot Security OS специально разработана для тестирования авторизованной симулированной атаки на вашу компьютерную систему, которая помогает оценить уязвимости вашей системы, достаточно ли она сильна или нет.

Он поставляется с полностью портативной лабораторией, которая защищает вашу систему от любых нежелательных заболеваний, работая в Интернете, просматривая что-либо, играя в игру и т. д. Опять же, если вы эксперт-криминалист, то эта операционная система лучшая...

4. Кали Линукс

Kali Linux это предустановленный дистрибутив Linux, созданный на основе Debian, специально разработанный для Pen Testing и Forensic Experts. Kali поставляется с пакетом инструментов, таких как -Aircrack-ng, Ettercap, Foremost, Wireshark Kismet, Maltigo и многими другими, которые помогают вам во многих отношениях, таких как использование сети или приложения жертвы, обнаружение сети или определение целевого IP-адреса. адрес.

Мало того, что Kali включает в себя графический инструмент для кибер-атак Armitage, который позволяет вам обедать и эксплуатировать, получать рекомендации по эксплойтам и расширенные возможности счетчика Metasploit Framework. Kali Linux считается одним из самых безопасных дистрибутивов Linux для разработчиков.

Как и Tails, эта ОС также может быть загружена как живой DVD или USB-накопитель, и ее легче использовать, чем другие доступные ОС. Независимо от того, используете ли вы 32 или 62 операционные системы, Kali Linux можно использовать в обеих. Для этой ОС требуется минимум 512 МБ ОЗУ и 10 ГБ на жестком диске.

5. Уоникс | Whonix Linux

Если вы хотите скрыть свой IP-адрес, то Whonix идеально подходит для вас. Whonix это операционная система на основе Debian, ориентированная на анонимность, конфиденциальность и безопасность. Whonix обеспечивает безопасность путем изоляции. Это операционная система, которая явно использует принцип изоляции для обеспечения безопасности, конфиденциальности и анонимности.

Эта операционная система разработана двумя основными программами. Одна рабочая станция, а другая Gateway. Шлюз действует здесь как посредник и заставляет все соединения проходить через сеть Tor. Таким образом, нет никакой возможности утечки IP-адреса, и именно таким образом ОС Whonix защищает вас.

6. Дискретный | Discreete Linux

Возможно, вы пытаетесь сохранить ваши данные в безопасности и все же найти лучший дистрибутив безопасности для вашей операционной системы Linux. Пусть ваши страхи улетят. Здесь у вас есть ОС Discreete Linux, которая называется одним из самых безопасных дистрибутивов Linux для защиты ваших ценных данных.

Эта ОС не работает с Интернетом во время работы, которая отделяет данные и криптографические ключи для защиты от ненадежной сети. Еще одна интересная вещь это то, что эта ОС является чисто живой системой, поэтому вам не нужно устанавливать ее на свой компьютер, вы можете быстро запустить ее с USB-накопителя.

7. Линукс Kodachi | Кодачи

Вы любите оставаться полностью анонимным во время серфинга в интернете Тогда Kodachi Linux один из лучших и наиболее безопасных дистрибутивов Linux, который вы хотели бы иметь. Многие пользователи говорят, что это самый безопасный дистрибутив Linux, который у них когда-либо был. Лично я никогда не проверял, хотя. Эта операционная система поставляется с Tor, VPN и DNSCrypt и может быть легко загружена с DVD или USB-накопителя.

Вы можете выбрать страну выхода из маршрута, когда будете выходить в интернет. Эта операционная система содержит множество других полезных приложений, таких как Pidgin Internet Messenger Transmission VirtualBox Geany, FileZilla и многие другие. Наконец, я должен сказать, что эта операционная система поставляется со всем, что нужно защитить пользователя.

8. BlackArch Linux

BlackArck Linux это новый дистрибутив безопасности для Linux, специально разработанный для тестирования пера и безопасности. Он предлагает огромное количество инструментов, в два раза даже больше, чем Kali Linux.

Они могут быть установлены отдельно или, если хотите, вы можете установить и в группе. Эта операционная система проста в использовании. Эта ОС достаточно легкая, поэтому вы можете запустить ее на любом оборудовании.

9. Heads ОС

Heads это бесплатный дистрибутив безопасности на основе GNU Linux. Эта ОС значительно меньше, чем другие, и ее проще управлять. Руководители используют только бесплатное программное обеспечение, что означает, что эта ОС больше ценит свободу пользователей и сообщества.

Как и другие ОС выше, Heads также использует Tor, чтобы вы могли быть анонимными во время серфинга в Интернете. Все ваши трафик по умолчанию проходят через Tor, но они дают возможность остановить его, если хотите. Руководители всегда отдают приоритет своим пользователям.

10. Подграф | Subgraph ОС

Как и Tails, Subgraph Operating System также является операционной системой на основе Debian, которая предотвращает наблюдение и вмешательство искушенных противников из Интернета. Эта ОС предназначена для всех. Его среда рабочего стола на основе GNOME невероятно удобна для пользователя.

Говоря о безопасности и конфиденциальности, этот дистрибутив безопасности предотвращает атаку с помощью интеллектуального контроля доступа; предотвращение эксплойтов на основе повреждения памяти с помощью пакета патчей (grsecurity patchset и Pax). Набор исправлений Grsecurity обеспечивает пакет безопасности, такой как защита пространства адресов, расширенный аудит и управление процессами

11. IprediaOS

Этот дистрибутив безопасности удобен для просмотра веб-страниц, отправки электронной почты, чата и обмена любыми файлами через Интернет анонимно. Все соединения проходят через программное обеспечение I2P.

В отличие от других дистрибутивов, IprediaOS поддерживает TORRENTS. Эта операционная система конкурентоспособна быстрее, чем Tor, даже если вы собираетесь использовать ее на своем старом компьютере, эта ОС будет хорошо работать и на этом.

12. PureOS

Если вы ищете удобный для пользователя дистрибутив безопасности, который позволит вам свободно изменять его. Тогда это PureOS. PureOS - это бесплатное программное обеспечение, которое предоставляет пакет безопасности, включающий поисковую систему Duck Duck Go.

Это защитит вашу конфиденциальность, избегая личных результатов поиска. Поскольку это бесплатное программное обеспечение, вы можете скачать его, ничего не покупая. Вы можете запросить его исходный код, даже если вам разрешено изменять его.

**13. Openwall GNU / * / Linux**

Openwall - это защищенная операционная система Linux на основе дистрибутива, специально разработанная для серверов и приложений. Openwall обеспечивает безопасность за счет уменьшения недостатков в его программных компонентах с помощью патча Openwall (наиболее известного как (не exec stack patch). Это бесплатная серверная платформа, предназначенная для этого.

14. Alpine Linux

Alpine Linux является самым безопасным дистрибутивом Linux на базе mus libc и BusyBox. Он настолько легкий, что вы можете подумать. Размер его базовой системы составляет около 5 МБ, что меньше, чем у других систем, доступных там. И именно поэтому этот дистрибутив Linux так популярен.

Другой компонент BusyBox включает в себя множество инструментов, и очень немногие из них - это bunzip2, bzip2, less, lzma, unlzma, vi, wget. Эти инструменты находятся в базовом образе Alpine, которого нет в базовом образе Debian. Это менеджер приложений APK намного быстрее, чем другие и очень прост в использовании.

15. Контейнер | Container Linux (ранее CoreOS)

Если вы любите работать на разных машинах и обновлять машины без простоев, то Container Linux (ранее CoreOS) станет вашим дистрибутивом Linux. Контейнер Linux - это легкий дистрибутив Linux , предназначенный для кластеров и серверов. Этот дистрибутив безопасности становится популярным в наши дни, потому что его легко развертывать, управлять и запускать контейнеры. Ранее CoreOS поддерживал только платформу Dockers, но в последнее время он поддерживает rkt (Rocket) в качестве альтернативы Docker. Это программное обеспечение обновляется автоматически при необходимости обновления, что повышает безопасность.