Модели анализа безопасности ПО и взаимодействия объектов вычислительной системы

Анализ безопасности программ в первую очередь требует создания теоретических основ анализа безопасности ПО, состоящих из концептуальной модели вычислительной системы и обобщенной модели разрушающего программного средства, что позволит осуществить формальную постановку задачи анализа безопасности ПО и предложить основные пути ее решения.

Наиболее перспективным с точки зрения практики анализа безопасности представляется объектно-ориентированный подход, рассматривающий разрушающие программные средства как сущности, обладающие определенной структурой и свойствами, вступающие во взаимодействие с другими элементами вычислительной системы, такими как программы и данные. Объектно-ориентированный анализ направлен на создание моделей, близких к реальности, это методология, при которой модель формируется на основе понятий классов и объектов, составляющих словарь предметной области. Рассмотрим множество элементов, существующих в вычислительной системе как множество объектов принадлежащих тому или иному классу (в данной работе термин «объект» обозначает основное понятие объектно-ориентированного анализа и не имеет отношения к используемому для описания политики безопасности термину «объект», который противопоставляется термину «субъект» при описании взаимодействия). В объектно-ориентированном анализе класс определяется как множество объектов, связанных общностью структуры и поведения. Каждый класс характеризуется наличием некоторого набора признаков или атрибутов, образующего его структуру, множеством операций, определенных над объектами класса, и множеством отношений, связывающих его с другими классами. Смысл этих отношений зависит от предметной области, однако существует набор универсальных отношений, главными среди которых являются отношения наследования и включения. Наследование — это такое отношение между классами, при котором один класс (производный) повторяет структуру и поведение другого (базового). В этом случае говорят, что производный класс наследует от базового его структуру и поведение. Отношение включения описывает ситуацию, в которой все члены одного класса являются одновременно членами другого.

Дадим основные понятия и определения, характеризующие базовые классы для объектного представления предметной области.

Данные

Под данными будем понимать любое представление информации в компьютерной системе, т. е. данные — это последовательность битов, содержащих определенную информацию, например, файлы на диске, таблицы файловой системы, сегменты оперативной памяти. Над данными можно осуществлять только две операции — чтения и записи. Заметим, что любая программа должна где-нибудь храниться и, следовательно, тоже может рассматриваться как данные. Это следует из принципов фон Неймана, на которых основано большинство современных компьютеров.

Алгоритмы

В данной работе нет необходимости давать математическое определение понятия «алгоритм», достаточно сказать, что алгоритм — это точное, сформулированное на определенном языке, конечное описание того или иного общего метода, основанного на выполнении конечного числа элементарных операций. Для исследования безопасности алгоритм программы представляет собой ее сущность, не зависящую от конкретной реализации программы и способа ее представления, т. е. алгоритм — это абстрактное представление программы на языке математических понятий.