Методика сравнения и анализа безопасности подсистем обработки прерываний в ядрах операционных систем и устойчивости к штормам прерываний

Методика сравнения и анализа безопасности подсистем обработки прерываний в ядрах операционных систем и устойчивости к штормам прерываний

Антипов З.A. (НИУ ВШЭ, Москва, Россия)

Аннотация

В работе предлагается методика сравнения операционных систем (ОС) по устойчивости к шторму прерываний – интенсивному потоку аппаратных событий, при котором обработка прерываний вытесняет полезную нагрузку и может привести к отказу в обслуживании (denial of service, DoS). Методика объединяет качественную оценку механизмов защиты и количественный вычислительный эксперимент. В качестве критериев рассматриваются маскирование источника, объединение обработки прерываний, адаптивный переход к опросу, управление прерываниями, сигнализируемыми сообщениями, привязка прерываний к процессорам, вытесняемость ядра и ограничение процессорного времени обработчиков. Экспериментальный стенд построен на основе эмулятора QEMU, виртуального устройства – генератора прерываний и плагина Tiny Code Generator (TCG), который выполняет статистическое профилирование ядра и пользовательского пространства без модификации гостевой ОС. Предлагаемый подход позволяет сопоставлять архитектурные механизмы защиты с измеряемым снижением доли процессорного времени, доступной полезной нагрузке.

Ключевые слова

операционная система; обработка прерываний; шторм прерываний; отказ в обслуживании; безопасность ядра; микроядро; эмулятор QEMU; компонент TCG; профилирование.

Издание

Труды Института системного программирования РАН, том 38, вып. 4, часть 2, 2026, стр. 109-122.

ISSN 2220-6426 (Online), ISSN 2079-8156 (Print).

DOI: 10.15514/ISPRAS-2026-38(4)-21

Для цитирования

Антипов З.A. Методика сравнения и анализа безопасности подсистем обработки прерываний в ядрах операционных систем и устойчивости к штормам прерываний. Труды Института системного программирования РАН, том 38, вып. 4, часть 2, 2026, стр. 109-122. DOI: 10.15514/ISPRAS-2026-38(4)-21.

Полный текст статьи в формате pdf Вернуться к содержанию тома