CN115344834A - 应用安全运行方法、装置、电子设备和计算机可读介质 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及计算机技术领域，提供了一种应用安全运行方法、装置、电子设备和计算机可读介质。包括：收集应用程序的待保护相关信息；获取所述待保护相关信息的保护需求；利用内核驱动程序针对所述保护需求进行保护。该方法通过疫苗的理念，先收集应用程序待保护的信息，通过内核驱动程序，对上述待保护的信息进行防护，对恶意行为进行记录、警告和阻止，以保证主机被攻破的情况下，关键应用仍可正常运行。

Description

应用安全运行方法、装置、电子设备和计算机可读介质
技术领域
本公开涉及计算机技术领域，尤其涉及应用安全运行方法、装置、电子设备和计算机可读介质。
背景技术
在现实世界中的生产现场的各种上位机、操作员站、工程师站中，虽然可能安装了工业白名单、杀毒软件等防病毒产品，但是并不能完全阻止系统被攻破。
一方面，系统一定存在各种漏洞，只是还没有被发现而已；另外一方面，系统中可能已经潜伏了未知的病毒或者恶意软件，等待特定时机进行攻击。
由于在工业现场，各种计算机被攻陷不可怕，只要不会引发生产安全、生产事故就是可以容忍的。因此，工业现场，一定以保护生产安全为第一要务。那么，如何在主机可能被攻破的前提下，来保障生产安全，就是一个关键问题。
发明内容
（一）发明目的
鉴于上述问题，为了保证在主机被攻破的情况下，关键应用仍可以继续运行，从而最大限度的保障生产安全，本公开提供了以下技术方案。
（二）技术方案
本公开实施例的第一方面，提供了一种应用安全运行方法，包括：
收集应用程序的待保护相关信息；
获取所述待保护相关信息的保护需求；
利用内核驱动程序针对所述保护需求进行保护。
在一种可能的实施方式中，所述待保护相关信息包括运行期内存、数据库、配置文件、进程、普通文件和注册表中的至少一种。
在一种可能的实施方式中，所述保护需求包括以下至少一种：
运行期内存禁止被篡改或被复制；
数据库及配置文件禁止出现数据错误；
进程禁止被意外杀掉；
普通文件禁止被删除；
注册表禁止被破坏。
在一种可能的实施方式中，所述利用内核驱动程序针对所述保护需求进行保护，包括以下至少一种：
运行期内存保护，限制PROCESS_VM_READ和PROCESS_VM_WRITE权限，防止非法进程来读写应用程序的所述运行期内存；
数据库及配置文件保护，使用minifilter拦截IRP，防止非法应用程序访问数据库及配置文件；
进程保护，拦截CreateProcess或OpenProcess，防止非法应用程序获取所述应用程序的程序句柄；
普通文件保护，使用minifilter，拦截IRP，防止非法应用程序的非法访问；
注册表保护，使用minifilter，拦截IRP，防止非法应用程序的非法访问。
在一种可能的实施方式中，所述内核驱动程序通过记录恶意行为并对所述恶意行为进行告警或阻止来对所述保护需求进行保护。
在一种可能的实施方式中，所述内核驱动程序通过系统服务分发表对所述保护需求进行保护。
在一种可能的实施方式中，所述内核驱动程序通过hook CmRegisterCallbackEx函数来进行注册表保护；通过MiniFilter驱动来保护普通文件、数据库、配置文件和注册表；通过ZwCreateProcess来保护进程。
本公开实施例的第二方面，提供了一种应用安全运行装置，包括：
收集单元，被配置成收集应用程序的待保护相关信息；
获取单元，被配置成获取所述待保护相关信息的保护需求；
保护单元，被配置成利用内核驱动程序针对所述保护需求进行保护。
本公开实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并且可以在处理器上运行的计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述方法的步骤。
本公开实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
（三）有益效果
本公开实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
通过疫苗的理念，先收集应用程序待保护的信息，通过内核驱动程序，对上述待保护的信息进行防护，对恶意行为进行记录、警告和阻止，以保证主机被攻破的情况下，关键应用仍可正常运行。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是根据本公开的应用安全运行方法的一些实施例的流程图；
图2是根据本公开的应用安全运行装置的一些实施例的结构示意图；
图3是适于用来实现本公开的一些实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。
下面参考图1详细描述本公开的应用安全运行方法，如图1所示，本公开的方法主要包括有以下步骤S100至步骤S300。
S100，收集应用程序的待保护相关信息。
在一个实施例中，上述待保护相关信息包括运行期内存、数据库、配置文件、进程、普通文件和注册表中的至少一种。
上述待保护相关信息均为一个应用程序正常运行的基础。
S200，获取所述待保护相关信息的保护需求；
在一个实施例中，确定上述待保护相关信息后，获取上述待保护相关信息的保护需求，这里，保护需求保护需求包括以下至少一种：运行期内存禁止被篡改或被复制；数据库及配置文件禁止出现数据错误；进程禁止被意外杀掉；普通文件禁止被删除；注册表禁止被破坏。
需要说明的是，如果运行期内存被篡改则会发生未知问题，如果内存被复制，则会有数据邪路；数据库及其配置文件会影响到关键应用的正常运行，如果数据错误，会导致关键应用采取错误的行为，作为示例，可能会在正常上班时间关闭生产机床，造成生产中断；如果进程被意外杀掉，会导致不可预知的严重后果，示例性的：例如数据丢失，数据错乱，蓝屏，不能再次启动等；如果相关文件被删除，可能会导致关键应用不能启动或者其它严重后果；注册表也会保存很多关键信息，会影响到应用的行为，示例性的，例如数据丢失、数据错乱、功能失效等。
S300，利用内核驱动程序针对所述保护需求进行保护。
在一个实施例中，上述内核驱动程序为独立的应用程序，对运行的其他应用程序进行保护，上述内核驱动程序对上述待保护信息的保护需求进行保护，具体包括以下至少一种：
运行期内存保护，限制PROCESS_VM_READ和PROCESS_VM_WRITE权限，防止非法进程来读写应用程序的所述运行期内存；
数据库及配置文件保护，使用minifilter拦截IRP，防止非法应用程序访问数据库及配置文件；
进程保护，拦截CreateProcess或OpenProcess，防止非法应用程序获取所述应用程序的程序句柄；
普通文件保护，使用minifilter，拦截IRP，防止非法应用程序的非法访问；
注册表保护，使用minifilter，拦截IRP，防止非法应用程序的非法访问。
其中，PROCESS_VM_READ和PROCESS_VM_WRITE是应用程序的两种权限；minifilter是微软推出的过滤驱动框架；IRP是I/O request packet的缩写，即I/O请求包；CreateProcess即API函数中的创建进程；OpenProcess函数用来打开一个已存在的进程对象，并返回进程的句柄；
在一个实施方式中，上述内核驱动程序通过记录恶意行为并对所述恶意行为进行告警或阻止来对所述保护需求进行保护。
具体的，上述内核驱动程序通过系统服务分发表对所述保护需求进行保护。
进一步的，上述内核驱动程序通过hook CmRegisterCallbackEx函数来进行注册表保护；通过MiniFilter驱动来保护普通文件、数据库、配置文件和注册表；通过ZwCreateProcess来保护进程。
在有进程访问上述各种模块/数据等资源时，通过判断是否是合法对象，如果是非法对象，则取消其权限，导致该操作失败。比如对于进程保护，通过取消PROCESS_VM_READ或PROCESS_VM_WRITE权限，就可以防止其它进程访问本进程，所以不会被杀死，同理，该方式还可以防止其它进程来调试本进程，调试操作也会导致数据泄露。
本公开实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
通过疫苗的理念，先收集应用程序待保护的信息，通过内核驱动程序，对上述待保护的信息进行防护，对恶意行为进行记录、警告和阻止，以保证主机被攻破的情况下，关键应用仍可正常运行。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本申请的可选实施例，在此不再一一赘述。
下述为本公开装置实施例，可以用于执行本公开方法实施例。对于本公开装置实施例中未披露的细节，请参照本公开方法实施例。
图2是本公开的应用安全运行装置的一些实施例的结构示意图。如图2所示，该应用安全运行装置包括：收集单元201、获取单元202和保护单元203，其中收集单元201被配置成收集应用程序的待保护相关信息；获取单元202被配置成获取所述待保护相关信息的保护需求；保护单元203被配置成利用内核驱动程序针对所述保护需求进行保护。
在一些实施例的一些可选的实现方式中，所述待保护相关信息包括运行期内存、数据库、配置文件、进程、普通文件和注册表。
在一些实施例的一些可选的实现方式中，所述保护需求包括：
运行期内存禁止被篡改或被复制；
数据库及配置文件禁止出现数据错误；
进程禁止被意外杀掉；
普通文件禁止被删除；
注册表禁止被破坏。
在一些实施例的一些可选的实现方式中，所述利用内核驱动程序针对所述保护需求进行保护，包括以下至少一种：
运行期内存保护，限制PROCESS_VM_READ和PROCESS_VM_WRITE权限，防止非法进程来读写应用程序的所述运行期内存；
数据库及配置文件保护，使用minifilter拦截IRP，防止非法应用程序访问数据库及配置文件；
进程保护，拦截CreateProcess或OpenProcess，防止非法应用程序获取所述应用程序的程序句柄；
普通文件保护，使用minifilter，拦截IRP，防止非法应用程序的非法访问；
注册表保护，使用minifilter，拦截IRP，防止非法应用程序的非法访问。
在一些实施例的一些可选的实现方式中，所述内核驱动程序通过记录恶意行为并对所述恶意行为进行告警或阻止来对所述保护需求进行保护。
在一些实施例的一些可选的实现方式中，所述内核驱动程序通过系统服务分发表对所述保护需求进行保护。
在一些实施例的一些可选的实现方式中，所述内核驱动程序通过hookCmRegisterCallbackEx函数来进行注册表保护；通过MiniFilter驱动来保护普通文件、数据库、配置文件和注册表；通过ZwCreateProcess来保护进程。
下面参考图3，其示出了适于用来实现本公开的一些实施例的电子设备300的结构示意图。图3示出的服务器仅仅是一个示例，不应对本公开的实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图3所示，电子设备300可以包括处理装置（例如中央处理器、图形处理器等）301，其可以根据存储在只读存储器（ROM）302中的程序或者从存储装置308加载到随机访问存储器（RAM）303中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 303中，还存储有电子设备300操作所需的各种程序和数据。处理装置301、ROM 302以及RAM 303通过总线303彼此相连。输入/输出（I/O）接口305也连接至总线303。
通常，以下装置可以连接至I/O接口305：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置306；包括例如液晶显示器（LCD）、扬声器、振动器等的输出装置307；包括例如磁带、硬盘等的存储装置308；以及通信装置309。通信装置309可以允许电子设备300与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图3示出了具有各种装置的电子设备300，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。图3中示出的每个方框可以代表一个装置，也可以根据需要代表多个装置。
特别地，根据本公开的一些实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的一些实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的一些实施例中，该计算机程序可以通过通信装置309从网络上被下载和安装，或者从存储装置308被安装，或者从ROM 302被安装。在该计算机程序被处理装置301执行时，执行本公开的一些实施例的方法中限定的上述功能。
需要说明的是，本公开的一些实施例上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器（CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开的一些实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开的一些实施例中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF（射频）等等，或者上述的任意合适的组合。
在一些实施方式中，客户端、服务器可以利用诸如HTTP（HyperText TransferProtocol，超文本传输协议）之类的任何当前已知或未来研发的网络协议进行通信，并且可以与任意形式或介质的数字数据通信（例如，通信网络）互连。通信网络的示例包括局域网（“LAN”），广域网（“WAN”），网际网（例如，互联网）以及端对端网络（例如，ad hoc端对端网络），以及任何当前已知或未来研发的网络。
上述计算机可读介质可以是上述装置中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：收集应用程序的待保护相关信息；获取所述待保护相关信息的保护需求；利用内核驱动程序针对所述保护需求进行保护。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的一些实施例的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网（LAN）或广域网（WAN）——连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本公开的一些实施例中的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括收集单元、获取单元和保护单元，其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定，例如，收集单元还可以被描述为“收集应用程序的待保护相关信息”。
本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、片上系统（SOC）、复杂可编程逻辑设备（CPLD）等等。
以上描述仅为本公开的一些较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开的实施例中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种应用安全运行方法，其特征在于，包括：
收集应用程序的待保护相关信息；
获取所述待保护相关信息的保护需求；
利用内核驱动程序针对所述保护需求进行保护。
2.如权利要求1所述的应用安全运行方法，其特征在于，所述待保护相关信息包括运行期内存、数据库、配置文件、进程、普通文件和注册表中的至少一种。
3.如权利要求2所述的应用安全运行方法，其特征在于，所述保护需求包括以下至少一种：
运行期内存禁止被篡改或被复制；
数据库及配置文件禁止出现数据错误；
进程禁止被意外杀掉；
普通文件禁止被删除；
注册表禁止被破坏。
4.如权利要求1所述的应用安全运行方法，其特征在于，所述利用内核驱动程序针对所述保护需求进行保护，包括以下至少一种：
运行期内存保护，限制PROCESS_VM_READ和PROCESS_VM_WRITE权限，防止非法进程来读写应用程序的所述运行期内存；
数据库及配置文件保护，使用minifilter拦截IRP，防止非法应用程序访问数据库及配置文件；
进程保护，拦截CreateProcess或OpenProcess，防止非法应用程序获取所述应用程序的程序句柄；
普通文件保护，使用minifilter，拦截IRP，防止非法应用程序的非法访问；
注册表保护，使用minifilter，拦截IRP，防止非法应用程序的非法访问。
5.如权利要求1所述的应用安全运行方法，其特征在于，所述内核驱动程序通过记录恶意行为并对所述恶意行为进行告警或阻止来对所述保护需求进行保护。
6.如权利要求5所述的应用安全运行方法，其特征在于，所述内核驱动程序通过系统服务分发表对所述保护需求进行保护。
7.如权利要求6所述的应用安全运行方法，其特征在于，所述内核驱动程序通过hookCmRegisterCallbackEx函数来进行注册表保护；通过MiniFilter驱动来保护普通文件、数据库、配置文件和注册表；通过ZwCreateProcess来保护进程。
8.一种应用安全运行装置，其特征在于，包括：
收集单元，被配置成收集应用程序的待保护相关信息；
获取单元，被配置成获取所述待保护相关信息的保护需求；
保护单元，被配置成利用内核驱动程序针对所述保护需求进行保护。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并且可以在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
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