Security-Analyse von Cloud-Computing Mathias Ardelt

Kapitel 2: Grundlagen 11
Vollständige Virtualisierung
Abbildung 2: Normale Privilegienstufen eines x86 Prozessors 14
Aktuelle Prozessoren haben vier Privilegienstufen für die Ausführung von Befehlen.
Diese Stufen gewährleisten eine Erhöhung des Schutzes und der Stabilität.
Ein Prozess, der von dem Prozessor bearbeitet werden muss, kann immer nur in
einem einzelnen Ring ausgeführt werden und kann nicht selbstständig seinen zugeteilten
Ring wechseln. Die Zugriffsprivilegien innerhalb der Ringe werden von
Ring 0 bis zu Ring 3 immer weiter eingeschränkt. Der Ring 0 hat beispielsweise
uneingeschränkten Zugriff auf die Hardware. Aus diesem Grund laufen innerhalb
dieses Rings in der Regel der Betriebssystemkern (Kernel) und die zum Start des
Betriebssystems notwendigen Hardwaretreiber. In Ring 3 laufen normalerweise
die Anwendungen. Die Abbildung 2 stellt diesen Aufbau grafisch dar. 15
Sobald ein Prozess in einem Ring, in welchem er weniger Privilegien besitzt
als für die Ausführung notwendig ist, ausgeführt wird, so wird eine Ausnahme
(Exception) ausgelöst und im benachbarten Ring abgefangen und dort behandelt.
Falls eine Ausnahme nicht abgefangen werden kann, verursacht sie eine allgemeine
Schutzverletzung (General Protection Fault) und bringt dabei den aufgerufenen
Prozess zum Absturz. Falls dieser Prozess von dem Betriebssystemkern gestartet
14 Baun, Christian: Servervirtualisierung
15 Vgl. Baun, Christian: Servervirtualisierung