sábado, 24 de noviembre de 2012

6.3.-Implementación de matrices de acceso


Los derechos de acceso definen que acceso tienen varios sujetos sobre varios objetos.

Los sujetos acceden a los objetos.

Los objetos son entidades que contienen informacion.

Los objetos pueden ser:

  • Concretos:
    • Ej.: discos, cintas, procesadores, almacenamiento, etc.
  • Abstractos:
    • Ej.: estructuras de datos, de procesos, etc.

Los objetos estan protegidos contra los sujetos.

Las autorizaciones a un sistema se conceden a los sujetos.

Los sujetos pueden ser varios tipos de entidades:

  • Ej.: usuarios, procesos, programas, otras entidades, etc.

Los derechos de acceso mas comunes son:

  • Acceso de lectura.
  • Acceso de escritura.
  • Acceso de ejecucion.

Una forma de implementacion es mediante una matriz de control de acceso con:

  • Filas para los sujetos.
  • Columnas para los objetos.
  • Celdas de la matriz para los derechos de acceso que un usuario tiene a un objeto.

Una matriz de control de acceso debe ser muy celosamente protegida por el S. O.

Dominios de protección

Un sistema de computos contiene muchos objetos que necesitan protección. Estos objetos pueden ser el hardware, la CPU, los segmentos de memoria, terminales, unidades de disco o impresoras; o bien ser del software, como los proceso, archivos, bases de datos o semáforos.

Cada objeto tiene un único nombre mediante el cual se la hace referencia y un conjunto de operaciones que se pueden realizar en el. READ y WRITE son operaciones adecuadas para un archivo; UP y DOWN tiene sentido en un semáforo.

Es evidente que se necesita una via para prohibir el acceso de los procesos a los objetos a los que no tiene permitido dicho acceso. Ademas, este mecanismo debe posibilitar la restriccion de los procesos a un subconjunto de operaciones legales en caso necesario. Por ejemplo, puede permitirse que el proceso A lea el archivo F, pero no escriba en el.

Para tener una forma de analizar los distintos mecanismos de proteccion, es conveniente presentar el concepto de dominio. Un dominio es un conjunto de parejas (objeto, derechos). Cada pareja determina un objeto y cierto subconjunto de las operaciones que se pueden llevar a cabo en el. Un derecho es, en este contexto, el permiso para realizar alguna de las operaciones.

Una pregunta importante es la forma en que el sistema lleva un registro de los objetos que pertenecen a un dominio dado. Al menos una teoria, uno puede imaginar una enorme matriz, en la que los renglones son los dominio y las columnas son los objetos. Cada cuadro contiene los derechos correspondientes al objeto en ese dominio. Con esta matriz y el numero de dominio activo, el sistema puede determinar si se permite el acceso de cierta forma a un objeto dado desde un domino especifico.

Un dominio es un conjunto de parejas (objeto, derechos):

  • Cada pareja determina:
    • Un objeto.
    • Un subconjunto de las operaciones que se pueden llevar a cabo en el.

Un derecho es el permiso para realizar alguna de las operaciones.

Es posible que un objeto se encuentre en varios dominios con “distintos” derechos en cada dominio.

Un proceso se ejecuta en alguno de los dominios de proteccion:

  • Existe una coleccion de objetos a los que puede tener acceso.
  • Cada objeto tiene cierto conjunto de derechos.

Los procesos pueden alternar entre los dominios durante la ejecucion.

Una llamada al S. O. provoca una alternancia de dominio.

En algunos S. O. los dominios se llaman anillos .

Una forma en la que el S. O. lleva un registro de los objetos que pertenecen a cada dominio es mediante una matriz :

  • Los renglones son los dominios.
  • Las columnas son los objetos.
  • Cada elemento de la matriz contiene los derechos correspondientes al objeto en ese dominio, por ej.: leer, escribir, ejecutar.

Matriz de acceso

El modelo de proteccion del sistema se puede ver en forma abstracta como una matriz, la matriz de acceso.

Una matriz de acceso es una representacion abstracta del concepto de dominio de proteccion.

Este modelo fue propuesto por Lampson [4] como una descripcion generalizada de mecanismos de proteccion en sistemas operativos. Es el modelo mas utilizado, del que existen numerosas variaciones, especialmente en su implementacion.

Los elementos basicos del modelo son los siguientes:

Sujeto: Una entidad capaz de acceder a los objetos. En general, el concepto de sujeto es equiparable con el de proceso. Cualquier usuario o aplicacion consigue acceder en realidad a un objeto por medio de un proceso que representa al usuario o a la aplicacion.

Objeto: Cualquier cosa cuyo acceso debe controlarse. Como ejemplo se incluyen los archivos, partes de archivos, programas y segmentos de memoria.

Derecho de acceso: la manera en que un sujeto accede a un objeto. Como ejemplo estan Leer, Escribir y Ejecutar.

El modelo considera un conjunto de recursos, denominados objetos, cuyo acceso debe ser controlado y un conjunto de sujetos que acceden a dichos objetos. Existe tambien un conjunto de permisos de acceso que especifica los diferentes permisos que los sujetos pueden tener sobre los objetos (normalmente lectura, escritura, etc., aunque pueden ser diferentes, en general, dependiendo de las operaciones que puedan realizarse con el objeto).
Se trata de especificar para cada pareja (sujeto, objeto), los permisos de acceso que el sujeto tiene sobre el objeto. Esto se representa mediante una matriz de acceso M que enfrenta todos los sujetos con todos los objetos. En cada celda M[i, j] se indican los permisos de acceso concretos que tiene el sujeto i sobre el objeto j.

El mecanismo de proteccion es la matriz, junto con todos los elementos que se han de anadir para que se cumplan de manera efectiva todas las restricciones de acceso a los objetos.

• La politica consiste en decidir como rellenar las distintas celdas de la matriz.

• La MA permite implementar operaciones de cambio de domino.

• El objeto sobre el que trabajamos es el Dominio aparecen tantas columnas como dominios haya en el sistema.

• La operacion es la conmutacion de un dominio a otro.

• Tambien la MA es un objeto que se puede modificar. De este modo podemos definir tres operaciones:

Copiar derechos de acceso de una celda a otra dentro de la misma columna. Consiste en pasar el derecho de acceso a un objeto de un Dominio que lo tiene, a otro donde originalmente no lo tenia. Se senala con un asterisco (*).

• Copia ilimitada con propagacion del propio derecho de copia.

• Copia limitada sin propagacion.

• Movimiento de derecho.

Dueno. Un proceso ejecutandose en un dominio que tiene derecho de “dueno” sobre un objeto, puede repartir cualquier derecho de acceso sobre cualquier dominio para dicho objeto.

Control . Opera solo sobre dominios. Ejercer el control sobre un dominio implica que se puede quitar cualquier derecho sobre una fila de dominio.

• La MA tambien ha de ser protegida.

Implementacion de la Matriz de Acceso


Tabla Global

Sencilla. Se almacena una lista de ternas {<dominio, objeto, permisos>...}.

Lista de acceso para objetos(ACL)


Se expresa la MA por columnas {<dominio, permisos>, ...}. Se descartan las entradas vacias.

Se puede crear una lista de permisos por defecto para hacer mas facil su uso.

Dado que cada vez que se va a usar un objeto hay que comprobar si hay o no permiso para hacerlo, es logico poner la ACL alli donde esten descritos los atributos del objeto.

  • Asocia a cada objeto una lista ordenada con:
    • Todos los dominios que pueden tener acceso al objeto.
    • La forma de dicho acceso (ej: lectura (r), grabacion (w), ejecucion (x)).

Una forma de implementar las ACL consiste en:

  • Asignar tres bits (r, w, x) para cada archivo, para:
    • El propietario, el grupo del propietario y los demas usuarios.
  • Permitir que el propietario de cada objeto pueda modificar su ACL en cualquier momento:
    • Permite prohibir accesos antes permitidos.

Lista de Capacidades


Se expresa la MA por filas. Cada dominio tiene una lista de la forma {<objeto, permisos>, ...}

Para identificar el objeto se usa o bien su nombre logico, o un puntero a el (la estructura de datos que le describe); a esta direccion se la llama capacidad .

Mecanismo de Cerradura-Llave


Cada objeto tiene una lista de patrones llamados cerradura .

Cada dominio tiene una lista de patrones llamados claves .

Un proceso que se ejecuta en un dominio solo tendra acceso a un objeto si el dominio contiene una llave que coincida con una de las cerraduras.

Comparación


La tabla global es una matriz dispersa, es ineficiente para su almacenamiento.

ACL Cuando se accede a un objeto es facil determinar si hay o no permiso para usarlo.

Capacidades Las ACL estan distribuidas, es dificil saber cuales son los derechos de acceso para un proceso, cosa que si se puede hacer con la lista de capacidades.

Los sistemas reales suelen usar una mezcla de todos.

Ej. UNIX: Se abre un fichero, se verifica en la ACL si tiene permiso o no. Si lo tiene, se consigue un descriptor de fichero, es decir una capacidad que sera lo que se use a partir de entonces.

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