Компьютерра PDA N116 (18.06.2011-24.06.2011)

Драйверы устройств, работающие в пространстве памяти ядра и способные на самые непредсказуемые действия. Динамически подгружаемые библиотеки, код которых одни программы могут перезаписывать в ущерб работе других программ. Бесчисленные уязвимости, основанные на концепции обмена данными через совместно используемые объекты. Все эти механизмы прекрасно работали в ситуации, когда пользователь-профессионал держал работу системы под контролем. Сегодня же юзер, устанавливая новый плагин для браузера, даже не представляет, что за код в нём реализован. А между тем этот плагин будет трудиться в адресном пространстве браузера и без зазрения совести пользоваться всеми возможностями своей родительской программы.

Оставим в покое пользователя-любителя, что с него возьмёшь. Зачастую сама операционная система не ведает, что творят работающие процессы. Многозадачная архитектура современных систем, разработанная в начале семидесятых годов прошлого столетия, подразумевала продуманность каждой запускаемой программы и минимальное количество в ней критических ошибок, дотошно вылавливаемых на этапе программирования и отладки кода. И, конечно же, то, что работающие одновременно программы написаны в соответствии с высшими компьютерными заповедями - не убий своими действиями другой процесс, не укради чужие данные, не нарушай адресное пространство процесса-соседа... - те времена давно прошли. Нынешние программы крадут и убивают, пользуясь тем, что в основе современных систем продолжают лежать принципы "мир, дружба, жвачка".

Но что если изменить нынешнее положение дел, создав совершенно новую операционную систему, учитывающую "криминальные" реалии нынешних информационных технологий? Вы скажете, утопическая идея?

Между тем для её реализации существуют чётко определённые подходы, основанные на том, что любые действия любых работающих программ будут жёстко контролироваться, а их возможности будут ограничиваться только заложенными в программу легитимными и проверенными функциями.

Решить эту, казалось бы, нереальную задачу можно как минимум тремя способами.

Первый - прибегнуть к тотальной, дотошной и тщательнейшей проверке корректности работы всех компонентов системы с традиционной архитектурой и всех работающих в её рамках программ на предмет фатальных ошибок и кода, потенциально опасных действий с разделяемыми объектами и данными и прочих подозрительных и несанкционированных манипуляций. А также осуществить дальнейший запрет на какие-либо модификации проверенной системы и программ. Такая проверка обычно выполняется экспертно и требует много времени и немалых средств. На её выходе появляется система, которой можно доверять (trusted OS). Конечно, с учётом того, что пользователь действительно доверяет квалификации экспертов. Принципы такой экспертизы и идею, заложенную в основу таких trusted OS, мы уже рассматривали.

Второй подход - разработка новой архитектуры операционной системы, основанной на возможности проверки корректности выполняющегося кода любой программы либо перед её запуском, либо прямо в ходе исполнения, и изоляции программы, после которой она сможет обращаться только к необходимым для её работы объектам.

Ну и наконец, можно использовать закладываемые в современные аппаратные платформы возможности виртуализации и доверенной загрузки кода. С их помощью можно создать гибридную систему, в которой новая безопасная и надёжная архитектура управляет виртуально изолированными небезопасными и ненадёжными традиционными архитектурными решениями.

Второй способ (новая архитектура ОС) реализуется в проекте Microsoft Singularity.

Microsoft Singularity

В недрах компании Microsoft, точнее - в её исследовательском центре Microsoft Research с 2006 года ведётся работа над архитектурой новой операционной системы. Проект Singularity не является "убийцей" нынешней коммерчески успешной Windows, но может доказать, что система с программно изолированными процессами, основанная на идее управляемого выполнения кода, может быть безопаснее и надёжнее традиционных систем. Не потеряв при этом их производительности и расширяемости функций.

Идея, лежащая в основе Singularity, не нова. Разработчики программного обеспечения давно осознали невозможность полного контроля со стороны операционной системы за так называемым неуправляемым кодом. Кодом, созданным разнообразными компиляторами, способными допускать ошибки, неточности и двоякости трактования исходного текста программ. Кодом, которому операционная система передаёт управление в момент переключения задач и который за отведённый ему квант времени способен натворить много бед. Только потому, что система не знает, как он работает и с какими объектами взаимодействует.