与虚拟机透明的安全
监控技术实验
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1.实验目的与意义
（1）掌握 Linux 操作系统的安装、使用开发环境搭建。
（2）学习 KVM或Xen Hypervisor的安装、使用，以及操作系统。
（3）学习使用 Libvmi 工具对虚拟机的行为（进程、 内存、网络、I/O、以及特定进程的行为）进行安全监控和分析。 2.基本原理和方法
通过在开源HypervisorKVM或Xen之上搭建虚拟机，并使用与之兼容的虚拟机内省工具 libvmi对虚拟机的行为进行监控。
LibVMI是美国Sandia国家实验室的Brian D.Payne等人开发的提供虚拟机内省（VMI）功能的程序库。使用LibVMI，可以方便地在宿主机上透明读写虚拟机的内存。libvmi的运行原理如图1所示。
图1 LibVMI的运行原理和系统结构
3.实验环境
物理服务器操作系统： Linux Hypervisor： KVM或Xen 虚拟机操作系统： Windows 7 VMI监控工具： libvmi
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4. 实验内容及步骤
（1）搭建虚拟机环境 I．安装并配置Linux操作系统，安装好Linux后安装openssh-server以便ssh登录进行实验。
II．安装Xen
之后重启，使用sudo xm list 查看信息：
完成Xen的安装。 III．配置网络
在/etc/network/interfaces中配置好物理端口信息后，加入以下文本以配置虚拟机网络使之桥接于物理端口：
之后重启网络：
IV.创建虚拟机
重启计算机，引导选择Xen进入系统。 首先为虚拟机生成30G镜像空间：
之后创建虚拟机的配置文件，配置为内存2G，一个CPU：
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使用xm create 命令启动虚拟机：
这样就成功运行了虚拟机。
然后使用VNC软件通过SSH隧道与虚拟机连接，并安装Windows 7系统。 最后关闭系统，将虚拟机配置文件中的启动配置修改为硬盘启动：
（2）安装并使用libvmi I．安装libvmi
由于libvmi官方示例代码将使用python版本，故此需要安装PyVMI：
II．配置libvmi
将以下虚拟机信息写入etc/libvmi.conf：
III．运行示例程序
在libvmi的./tools/pyvmi/examples文件夹下执行process-list.py示例程序：
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（3）对进程的某一行为进行监控
以下步骤说明如何配合使用内存监控软件（Cheat Engine）监视虚拟机内的记事本程序（notepad.exe）当前打开的文件名。
I．首先在虚拟机内用记事本打开一个文本文件*.txt；
II．用Cheat Engine打开notepad.exe进程，在内存浏览器中查找字符串[*.txt]，记录下找到的多个内存地址；
III．再用打开的记事本程序打开另一个文件，重复上一步操作，比较两次找到的内存地址，选取两次都出现的一个，作为如下外部内省程序exp1.py的输入参数（外部内省程序通过调用vmi.read_str_va(vaddr)输出此va即虚拟机中程序的虚拟地址所指向的字符串）；
IV．运行实验程序，可以看出程序输出值与虚拟机中程序一致，这说明libvmi可以对进程的行为进行监控。
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（4）模拟加密监控
I．在虚拟机内运行exp2.c；
II．将exp2.c的输出结果作为exp2.py的参数，并运行该程序，虚拟机外部程序通过被监控程序的输出获得要监控数据的内存地址，后通过vmi.read_va()与vmi.read_str_va()取得相应的数据；
III．查看程序运行结果中包含虚拟机程序的数据信息，实现模拟加密监控。 IV．外部程序exp2.py
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虚拟机内程序exp2.c：
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5.实验总结 总结本次实验。
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