基于USB的存儲設備信息安全防護設計

　0 引言
　計算機和計算機網(wǎng)絡已經(jīng)成為當前企業(yè)、政府和其它各種組織的重要信息載體和傳輸渠道。但是，人們在享受計算機以及計算機網(wǎng)絡所帶來的方便性的同時，信息安全也成為目前受到廣泛關(guān)注的問題。美國聯(lián)邦調(diào)查局(FBI)和計算機安全機構(gòu)(CSl)等權(quán)威機構(gòu)的研究證明：超過80％的信息安全隱患是來自組織內(nèi)部。內(nèi)部的安全狀況較差，不僅會給攻擊者以可乘之機，還會使已構(gòu)建的安全設施形同虛設，為內(nèi)部安全違規(guī)事件的發(fā)生打開方便之門。目前廣泛采用的安全設備和安全措施，均側(cè)重于對付外部的攻擊、侵犯和威脅，而無法阻止內(nèi)部不懷好意的員工盜取涉密信息并將其拷貝或傳播出去。因此，數(shù)據(jù)資源的保密以及非法外泄的防范已成為當前迫在眉睫的安全需求。而利用USB存儲設備的單向控制技術(shù)可對接人計算機的存儲介質(zhì)進行控制，以防止信息被有意或者無意地從移動存儲設備泄漏出去。由于用戶可以根據(jù)需要設定存儲設備的使用權(quán)限(比如只讀或者讀寫等)，因此，該方法既保留了移動設備的方便性，又堵截了移動存儲設備可能帶來的安全隱患。

　　1 單向控制的設計與實現(xiàn)

　　本文采用對磁盤驅(qū)動器進行過濾的方法來實現(xiàn)USB存儲設備的單向控制。該技術(shù)以DDK中的filter為原形。采用標準的WDM過濾，可攔截所有對USB存儲設備的寫操作，從而實現(xiàn)U盤的單向控制。其中過濾器驅(qū)動程序是可選擇的驅(qū)動程序，它可以給設備增加值或修改設備行為，而且，該過濾器驅(qū)動程序能服務于一個或多個設備。由于頂層的過濾器驅(qū)動程序主要是為某一設備提供增值特征，而低層過濾器驅(qū)動程序則主要修改設備的硬件行為。所以，本文選擇使用低層設備過濾器驅(qū)動程序，來監(jiān)視和修改磁盤驅(qū)動器的I／0請求。

　　1．1 驅(qū)動程序的基本結(jié)構(gòu)

　　一個WDM驅(qū)動程序的基本結(jié)構(gòu)包括一組必要的，通過系統(tǒng)定義的標準驅(qū)動程序函數(shù)，同時還有一些可選的標準函數(shù)與內(nèi)部函數(shù)(取決于驅(qū)動程序的類型和下層設備)。對于所有的驅(qū)動程序，不管它們在附屬驅(qū)動程序鏈中所處的是那一層，都必須有一組基本的標準函數(shù)來處理IRP。一個驅(qū)動程序是否必須執(zhí)行附加標準函數(shù)，取決于該驅(qū)動程序的類型和下層設備是控制一個物理設備的驅(qū)動程序，還是在一個物理設備驅(qū)動程序之上的驅(qū)動程序，同時也取決于下層物理設備的屬性?？刂莆锢碓O備的最低層驅(qū)動程序比較高層驅(qū)動程序擁有更多所要求的函數(shù)，較高層的驅(qū)動程序一般將IRP傳送給較低層的驅(qū)動程序來處理。

　　下面所列是本驅(qū)動程序所需要的標準驅(qū)動程序函數(shù)：

　　(1)DIiveEntry

　　該函數(shù)可用于初始化驅(qū)動程序并設置其他標準函數(shù)的人口點。當驅(qū)動程序的DriverEntry函數(shù)被調(diào)用，它將直接在驅(qū)動程序?qū)ο笾性O置Dispatch和Unload的入口點，方法如下：

　　在驅(qū)動程序?qū)ο髢?nèi)的DriverExtension中設置它的AddDevice函數(shù)的人口點方法如下：

　　DriverObject->DriverExtension一>AddDevice=DDAddDevice；

　　驅(qū)動程序能定義若干Dispatch人口點，但是它只能在其驅(qū)動程序?qū)ο笾卸x一個AddDevice人口點和一個Unload人口點。

　　(2) AddDevice

　　AddDevice函數(shù)主要用于創(chuàng)建設備對象，地址在DriverObject->DriverExtension->AddDevice。

　　(3)Dispatch

　　該函數(shù)至少應一個Dispatch人口點。因為要用一個或多個主要功能來編碼處理IRP，以得到請求PnP、電源和I／O操作的IRP。

　　(4)Unload

　　如果驅(qū)動程序能動態(tài)地被裝載和／或者替換，還需要一個Unload人口點，以釋放系統(tǒng)資源(諸如驅(qū)動程序已分配的系統(tǒng)對象或者內(nèi)存等)。

　　1．2驅(qū)動程序的實現(xiàn)

　　實現(xiàn)驅(qū)動程序時，首先要為設備定義GUID。驅(qū)動程序使用設備名和GUID(globallv unique identifiers)來標識不同的物理、邏輯或虛擬設備。PnP驅(qū)動程序可注冊并激活一個與GUID連接的設備接口，應用程序和其他系統(tǒng)組件則可通過接口對設備進行I／O請求和控制，WDM用于過濾驅(qū)動禁止給它們的設備對象命名，所以，要為設備定義GUID。