基于指令阻断的磁盘数据防护技术研究

摘要

随着信息技术的发展，磁盘中存储着越来越多的重要数据。近年来，磁盘数据频繁遭受恶意篡改攻击，对计算机和用户造成巨大损失，如引导扇区被恶意写入可使计算机瘫痪；用户的银行卡等私密数据被篡改会对用户造成损失。针对该问题，现有防护技术主要在文件系统层、通用块层、驱动层和硬件层进行防护，主要拦截本层之上的恶意写操作，但很难防护在磁盘控制器层面直接写磁盘特定扇区的攻击。
　　针对现有磁盘数据防护的不足，本文提出一种基于指令阻断的磁盘数据防护方法，从指令级别保护磁盘数据不被恶意篡改。本文首先提出了指令阻断技术，该技术通过获取并分析汇编指令，将破坏计算机系统的指令进行阻断；然后，结合磁盘控制器的工作原理，提出基于指令阻断的磁盘数据防护技术，该技术通过获取并分析 CPU准备执行的机器指令，将对磁盘指定区域进行写操作的恶意指令进行阻断，保证磁盘指定区域中数据不被恶意篡改；其次设计并实现一个基于指令阻断的磁盘数据防护系统，该系统是基于指令阻断的磁盘数据防护技术的具体实现，此外还包含对磁盘引导扇区和用户指定扇区进行写操作的攻击模块。最后测试基于指令阻断的磁盘数据防护系统的功能和性能，验证基于指令阻断的磁盘防护技术的适用性和有效性。
　　实验结果表明，基于指令阻断的磁盘数据防护技术能够有效防御在磁盘控制器层面的攻击，具有占用 CPU资源率低、对磁盘性能影响小的特点，证明该技术可有效保护磁盘指定区域中数据不被恶意篡改，保证磁盘中数据安全。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容

1.4 论文组织结构

第2章 基于指令阻断的磁盘数据防护技术

2.1 磁盘防护总体思路

2.2 指令阻断技术

2.3 汇编指令分析技术

2.4 磁盘指令分析技术

2.4 磁盘指令处置技术

2.5 本章小结

第3章 基于指令阻断的磁盘数据防护系统

3.1 磁盘防护系统总体设计

3.2 基于指令阻断的磁盘数据防护系统实现

3.3 本章小结

第4章 实验及结果分析

4.1 实验环境

4.2 攻击模块攻击验证

4.3 磁盘数据防护验证

4.4 本章小结

结论

参考文献

致谢