35、虚拟化技术中的安全内核机制解析

虚拟化技术中的安全内核机制解析

1. 处理器启动与安全保障

处理器启动过程存在易受攻击的风险。启动时需设置基本页表、启用分页并进入64位长模式，加载64位IDT和GDT，设置处理器寄存器，然后跳转到操作系统启动函数（KiSystemStartup）。在AP处理器执行启动代码时，外部实体可能会对其进行修改，从而使VSM的安全承诺失效。

1.1 安全启动流程

当启用虚拟机监控程序和安全内核时，NT内核通过虚拟机监控程序启动应用处理器。具体流程如下：
1. 准备工作 ：NT内核初始化的第一阶段调用KeStartAllProcessors函数，构建共享IDT，通过咨询MADT ACPI表枚举所有可用处理器。
2. 内存分配 ：为每个发现的处理器分配PRCB和内核及DPC堆栈的所有私有CPU数据结构的内存。
3. 安全验证 ：若VSM启用，向安全内核发送START_PROCESSOR安全调用以启动AP。安全内核验证为新处理器分配和填充的所有数据结构的有效性，包括处理器寄存器的初始值和启动例程（KiSystemStartup），确保AP按顺序启动且每个处理器仅启动一次。
4. VTL 1初始化 ：初始化新应用处理器所需的VTL 1数据结构（特别是SKPRCB），启动用于在新处理器上下文中调度安全调用的PRCB线程，并使用SLAT保护VTL 0 CPU数据结构。
5. 启动AP ：安全内核为新应用处理器启用VTL 1，并使用HvStartVirtualP