Джонсон Харт - Системное программирование в среде Windows

Резюме

В Windows реализована тщательно разработанная модель безопасности объектов, возможности которой значительно превышают возможности стандартной системы защиты файлов UNIX. В примерах программ было показано, как эмулировать принятую в UNIX систему разрешений доступа и прав владения, устанавливаемых с помощью функций umask, chmod и chown. Программы также могут устанавливать владельца (группу и пользователя). Описанная эмуляция не является простой, однако результирующие функциональные возможности оказываются гораздо шире стандартных возможностей UNIX. Эта сложность обусловлена требованиями стандарта С2, изложенными в Оранжевой книге (Orange Book C2), в которых для определения списков управления доступом и и владельцами объектов используются маркеры доступа.

В следующей главе

Эта глава завершает наше рассмотрение Windows API. Следующая глава содержит обсуждение Win64, являющегося 64-битовым расширением Win32 API, и демонстрирует, как добиться того, чтобы программы правильно компоновались и выполнялись как в 32-битовом, так и в 64-битовом режимах.

Дополнительная литература

Администрирование систем безопасности и политики безопасности Windows обсуждаются в [2]. Углубленному рассмотрению проблем безопасности посвящена книга [32]. 

Подробное описание внутренней реализации механизмов безопасности Windows содержится в [38].

Протокол безопасной передачи данных по сети С2 и другие уровни безопасности определены в публикации Министерства обороны США DoD Trusted Computer System Evaluation Criteria.

Упражнения

15.1. Расширьте возможности программы 15.1 таким образом, чтобы несколько групп могли иметь собственные уникальные разрешения доступа. Пары "имя-разрешение" могут выступать в качестве отдельных аргументов функции.

15.2. Расширьте возможности программы 15.4 таким образом, чтобы она могла выводить список всех групп, в дескрипторах безопасности объектов которых имеются АСЕ.

15.3. Убедитесь в том, что программа chmodW обеспечивает желаемое ограничение доступа к файлу.

15.4. Исследуйте, какие атрибуты безопасности по умолчанию вы получаете вместе с файлом.

15.5. Назовите другие маски доступа, которые можно использовать вместе с АСЕ. Дополнительную информацию вы можете найти в документации Microsoft.

15.6. Усовершенствуйте программы chmodW и lsFP таким образом, чтобы при попытке обработки файла, не относящегося к системе NTFS, выводилось сообщение об ошибке. Для этого потребуется использовать функцию GetVolumeInformation.

15.7. Усовершенствуйте программу chmodW, предусмотрев для нее опцию –о, позволяющую указывать, что пользователем программы является пользователь-владелец.

15.8. Определите фактический размер буфера ACL, необходимый программе 15.3 для хранения элементов АСЕ. В программе 15.3 для этой цели используется 1024 байт. Можете ли вы предложить формулу для расчета необходимого размера буфера ACL?

15.9. На Web-сайте Cygwin (http://www.cygwin.com) предлагается великолепная Linux-среда с открытым исходным кодом для Windows, предоставляющая командный процессор и реализацию таких команд, как chmod и ls. Установите эту среду и сравните варианты команд, реализованные в этой среде, с теми, которые разработаны в данной книге. Например, будет ли программа lsFP правильно отображать разрешения на доступ к файлу, если они были установлены с помощью соответствующей команды Cygwin, и наоборот. Сравните исходный код, представленный на Web-сайте Cygwin, с примерами из данной главы, что позволит вам критически оценить оба подхода к использованию средств безопасности Windows.

15.10. В библиотеку совместимости входят функции _open и _unmask, которые позволяют обрабатывать разрешения на доступ к файлам. Исследуйте, каким образом они эмулируют систему разрешений на доступ к файлам, принятую в UNIX, и сравните их с решениями, приведенными в этой главе.

15.11. Напишите программу для команды whoami, отображающей имя пользователя, который вошел в систему.

15.12. В программе 15.3, в которой создается дескриптор безопасности, требуется, чтобы программист предоставил имя группы. Модифицируйте программу таким образом, чтобы она создавала разрешения для всех пользовательских групп. Подсказка. Необходимо воспользоваться функцией OpenTokenProcess, возвращающей массив с именами групп, хотя вам потребуется провести некоторые эксперименты для выяснения способа хранения имен групп в массиве. Частичное решение вы найдете в исходном тексте программы, находящемся на Web-сайте.

15.13. Обратите внимание на то, что в клиент-серверной системе клиенты имеют доступ строго к тем же файлам и другим объектам, которые доступны серверу, установленному на серверной машине с правами доступа сервера. Снимите это ограничение, реализовав так называемое делегирование прав доступа (security delegation), используя функции ImpersonateNamedPipeClient и RevertToSelf. Клиенты, не принадлежащие группе, которая применялась для защиты канала, подключаться к серверу не смогут.

15.14. Существует ряд других функций Windows, которые вы можете счесть полезными для себя и применить для упрощения или усовершенствования программ, предложенных в качестве примеров. Ознакомьтесь со следующими функциями: AreAllAccessesGranted, AreAnyAccessesGranted, AccessCheck и MapGenericMask. Можете ли вы воспользоваться этими функциями для упрощения или усовершенствования примеров? 

ГЛАВА 16

Программирование в среде Win64

Наиболее заметный прогресс в развитии возможностей Windows после появления Windows NT и Windows 95 связан с приходом 64-разрядного программирования и расширением Win32 до Win64. На объединенный API обычно ссылаются просто как на Windows API, и именно такой практики мы придерживались на протяжении всей книги. API Win64 обеспечивает возможность выполнения в Windows наиболее крупных и требовательных в отношении ресурсов приложений уровня предприятий и приложений для научных расчетов. 64-разрядные системы позволяют программам использовать гигантские адресные пространства, которые выходят далеко за предел 4 Гбайт, обусловленный 32-битовой адресацией.

В данной главе описано нынешнее состояние Win64 и преимущества этого интерфейса, а также рассмотрена соответствующая модель программирования и обсуждены вопросы переносимости программ между различными операционными системами и аппаратными платформами. Это рассмотрение проводится безотносительно к фактическому типу 64-разрядного процессора или конкретной версии Windows, обеспечивающих поддержку Win64. Процесс переноса одного из предыдущих примеров иллюстрирует программа 16.1.

Нынешнее состояние Win64

В данном разделе анализируется состояние поддержки компанией Microsoft интерфейса Win64 на различных системах и процессорах, сложившееся к концу первого полугодия 2004 года. Поскольку ситуация постоянно меняется, приведенную ниже информацию следует рассматривать лишь в качестве "моментального снимка" реального положения дел. Тем не менее, на охватываемых здесь аспектах программирования эволюция поддержки Win64 никак не сказывается.

По-видимому, в будущем мы окажемся свидетелями значительного прогресса и изменений в этой области, хотя внедрение Win64 происходит довольно-таки медленно. Приведенная ниже информация почерпнута, как правило, на Web-сайтах соответствующих поставщиков и из отраслевых изданий, так что для получения впоследствии более свежих данных вы можете воспользоваться этими же источниками.

Поддержка процессоров

Win64 поддерживается или, о чем можно говорить почти с полной уверенностью, будет поддерживаться, по крайней мере, на трех различных семействах процессоров:

• Семейство процессоров Itanium (Itanium Processor family, IPF) компании Intel, архитектура которых полностью отличается от известной архитектуры Intel x86. IPF предоставляет большие регистровые файлы (включающие 128 регистров общего назначения), каналы многоадресных команд, встроенные трехуровневые кэши, а также множество других средств, обеспечивающих высокую производительность и 64-битовую адресацию. В настоящее время на рынок поставляются процессоры Itanium 2, и хотя их предшественник — процессор Itanium — является теперь уже устаревшим, нам будет удобно ссылаться на все семейство просто как на "процессоры Itanium".

• Процессоры Opteron и Athlon 64 (AMD64) компании AMD, предназначенные, соответственно, для серверов и рабочих станций. Архитектуру AMD64 можно рассматривать как расширение архитектуры Intel x86, допускающее 64-битовую виртуальную адресацию и параллельное выполнение 32– и 64-битовых операций.

• 32/64-разрядные процессоры компании Intel, сравнимые с процессорами AMD64. Во время написания этой книги ожидалось, что технология 64-разрядного расширения будет применена в первую очередь в процессорах Xeon. Как и прогнозировалось, такие процессоры появились на рынке в конце 2004 года.