KVM虚拟化动态迁移技术的安全防护模型

来源：软件学报杂志2016年第6期北京时间：

作者：范伟,孔斌,张珠君,王婷婷,张杰,黄伟庆

单位：范伟，中国科学院 信息工程研究所, 北京 100093;中国科学院 研究生院, 北京 10004911,孔斌，国家保密科技测评中心, 北京 100044;北京交通大学, 北京 10004402,张珠君，中国科学院 信息工程研究所, 北京 10009303,王婷婷，中国科学院 信息工程研究所, 北京 100093;中国科学院 研究生院, 北京 10004904,张杰，中国科学院 信息工程研究所, 北京 100093;中国科学院 研究生院, 北京 10004905,黄伟庆，中国科学院 信息工程研究所, 北京 100093;北京交通大学, 北京 10004406

摘要：虚拟机动态迁移技术是在用户不知情的情况下使得虚拟机在不同宿主机之间动态地转移,保证计算任务的完成,具有负载均衡、解除硬件依赖、高效利用资源等优点,但此技术应用过程中会将虚拟机信息和用户信息暴露在网络通信中,其在虚拟化环境下的安全性成为广大用户担心的问题,逐渐成为学术界讨论和研究的热点问题.从研究虚拟化机制、虚拟化操作系统源代码出发,以虚拟机动态迁移的安全问题作为突破点,首先分析了虚拟机动态迁移时的内存泄漏安全隐患;其次结合KVM(kernel-based virtual machine)虚拟化技术原理、通信机制、迁移机制,设计并提出一种基于混合随机变换编码方式的安全防护模型,该模型在虚拟机动态迁移时的迁出端和迁入端增加数据监控模块和安全模块,保证虚拟机动态迁移时的数据安全;最后通过大量实验,仿真测试了该模型的安全防护能力和对虚拟机运行性能的影响.仿真结果表明,该安全防护模型可以在KVM虚拟化环境下保证虚拟机动态迁移的安全,并实现了虚拟机安全性和动态迁移性能的平衡.

关键词：KVM虚拟化;动态迁移;安全防护模型;混合随机变换

基金资助：国家自然科学基金(61502486)