智能终端虚拟化及安全隔离技术

doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2018099

Abstract

CLC Number:

TP309.1

Yongjun HUANG,Huamin JIN,Guorong LIU,Dongxin LIU,Laifu WANG,Jun SHEN. Virtualization and isolation technology in intelligent terminals[J]. Telecommunications Science, 2018, 34(2): 99-109.

Figures/Tables 17

	服务器虚拟化	移动终端虚拟化	对安全的影响/差异
使用目的	资源复用为主	安全隔离为主	为增强安全隔离效果，可部分牺牲资源使用效率
使用场景	多用户、多系统；对外提供服务	个人化、双/多系统	移动终端使用者、场景固定，双/多系统安全需求存在差异，可根据使用场景进行资源分配、安全增强；可用性要求相对低
设备及虚拟机管理	内部管理员统一管理，可获取虚拟机快照、绕过虚拟机安全防护机制	一般不提供对虚拟机文件管理；提供系统更新、设备调试等管理接口	服务器虚拟机文件备份、恢复存在数据泄露、篡改甚至镜像文件替换的风险，需采取机制防范管理风险；移动终端虚拟化存在远程升级、终端调试风险
虚拟机使用	动态创建、使用和回收	虚拟机固定安装	服务器虚拟化中，攻击者可通过在同一物理机上新建虚拟机实施各类攻击，如侧信道攻击；移动终端不能新创建虚拟机，但仍可能通过其中一台虚拟机攻击另一台
虚拟机通信	作为服务器，具有强通信需求	仅作为通信客户端；虚拟机间一般不需建立网络连接	移动终端虚拟化层的通信隔离相对简单
硬件设备	支持x86、x86_64、IA64、PowerPC、MIPS以及ARM等架构	ARM架构	安全特性受硬件架构的影响；移动虚拟化可利用ARM TrustZone技术增强安全性
	服务器与存储系统间存在多种连接关系；存储设备隔离问题复杂	单一终端共用存储，采用FAT 格式的外部存储设备存在隔离问题	移动终端可针对应用场景进行存储设备的隔离，普通应用场景的安全性不降低
操作系统	支持Windows、UNIX/Linux等主流操作系统	目前主要支持 Linux 内核/Android系统	操作系统虚拟化可针对Android系统安全机制进行优化

References 6

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	类型		特点	典型技术/产品	优点	缺点
终端侧	基于硬件隔离		硬件分区	TrustZone、SIM/UIM/USIM等智能卡TEE	实现应用安全隔离；	需终端支持，定制或出厂支持；
	系统层虚拟化	平台虚拟化	Hypervisor+多内核	VMware MVP、OKL4、Red Bend/VLX、Citrix/Xen	可抵御内核级的攻击，安全性更高	技术门槛高；未标准化（除 TEE），不同厂商技术难以互通
	系统层虚拟化	操作系统虚拟化	内核+多用户空间	Android container、L4Android	可抵御内核级的攻击，安全性更高	技术门槛高；未标准化（除 TEE），不同厂商技术难以互通
	应用层虚拟化	安全沙箱	独立运行环境、数据隔离	MobileIron、McAfee安全容器	可适应不同终端、系统，支持范围广	难以防范内核攻击
	应用层虚拟化	编程语言虚拟化	Runtime+中间指令	Dalvik、ART	可适应不同终端、系统，支持范围广	难以防范内核攻击
平台侧	应用程序虚拟化		运行环境+应用进程	VMware ThinApp、Citrix XenApp		需平台支持
	虚拟移动设施		云端运行	Nubo
	桌面虚拟化		云端运行	VMware View、Citrix XenDesktop

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