JP2016525255A - 仮想マシンにおけるページフォールトインジェクション - Google Patents
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Abstract
Description
[0001]本出願は、2013年7月17日に出願された「Page Fault Injection In Virtual Machines(仮想マシンにおけるページフォールトインジェクション)」という名称の米国仮特許出願第61/847,538号の出願日に基づく優先権を主張し、その内容全体は、引用により本明細書に組み込まれる。
[0023]図1は、本発明のいくつかの実施形態によりマルウェア防御のためのハードウェア仮想化を使用するホストシステム10の例示的な構成を示す。ホストシステム10は、エンタープライズサーバなどの企業のコンピューティングデバイス、またはパーソナルコンピュータもしくはスマートフォンなどのエンドユーザデバイスを表すことができる。他の例示的なホストシステムには、TVおよびゲーム機などのエンターテイメントデバイス、またはメモリおよびプロセッサを有し、マルウェア防御を必要とする他のいかなるデバイスも含まれる。図1の例では、ホストシステム10は、ハイパーバイザ30によって公開されるゲスト仮想マシン32a〜bのセットを実行する。仮想マシン(VM)は、実際の物理マシン/コンピュータシステムの抽象化(abstraction)、たとえばソフトウェアエミュレーションを含み、VMは、オペレーティングシステムおよび他のアプリケーションを実行することができる。ハイパーバイザ30は、仮想プロセッサおよび仮想メモリコントローラなどの複数の仮想化されたデバイスを作成し、そのような仮想化されたデバイスを、ホストシステム10の実在の物理デバイスの代わりにソフトウェアに提示するように構成されたソフトウェアを含む。いくつかの実施形態では、ハイパーバイザ30は、ホストシステム10のハードウェアリソースの複数の仮想マシンによって多重化(共有)を可能にする。ハイパーバイザ30はさらに、各VMが独立して動作し、ホストシステム10で同時に実行される他のVMを認識しないように、そのような多重化を管理することができる。よく知られているハイパーバイザの例には、特に、VMware社が提供するVMware vSphere(商標)、およびオープンソースのXenハイパーバイザが含まれる。
Claims (25)
- ハードウェアプロセッサを含むホストシステムであって、前記ハードウェアプロセッサは、
仮想化されたプロセッサおよび仮想化されたメモリを含み、前記仮想化されたプロセッサを使用してターゲットプロセスを実行するように構成された仮想マシンを公開するように構成されたハイパーバイザと、
前記仮想マシンの外で実行されるメモリ内部監視エンジンであって、
前記仮想マシンのページテーブルにより、前記ターゲットプロセスの仮想メモリ空間のターゲットページが前記仮想化されたメモリからスワップアウトされているかどうかを判定し、
それに応じて、前記ターゲットページが前記仮想化されたメモリからスワップアウトされているとき、前記仮想マシンにページフォールトを直接インジェクトし、前記ページフォールトは前記仮想マシンのオペレーティングシステムに前記ターゲットページを前記仮想化されたメモリのページにマップさせる
ように構成されたメモリ内部監視エンジンと
を動作させるように構成された、ホストシステム。 - 請求項1に記載のホストシステムであって、前記ページフォールトを直接インジェクトすることは、前記仮想化されたプロセッサを動作させるように、前記ハイパーバイザによって使用されるデータ構造を変更することを含む、ホストシステム。
- 請求項2に記載のホストシステムであって、前記データ構造は、前記仮想化されたプロセッサに割り当てられた仮想マシン制御構造(VMCS)を含む、ホストシステム。
- 請求項1に記載のホストシステムであって、前記ページフォールトを直接インジェクトすることは、前記メモリ内部監視エンジンが前記ターゲットページの仮想アドレスを前記仮想化されたプロセッサのレジスタに書き込むことを含む、ホストシステム。
- 請求項1に記載のホストシステムであって、前記メモリ内部監視エンジンは、
前記ページフォールトを直接インジェクトするのに備えて、前記仮想化されたプロセッサの現在の状態により、インジェクション条件が満たされるかどうかを判定し、
それに応じて、前記インジェクション条件が満たされるとき、前記ページフォールトを直接インジェクトする
ようにさらに構成された、ホストシステム。 - 請求項5に記載のホストシステムであって、前記イベントインジェクション条件が満たされるかどうかを判定することは、前記仮想化されたプロセッサの割り込み要求レベル(IRQL)を決定することを含む、ホストシステム。
- 請求項5に記載のホストシステムであって、前記イベントインジェクション条件が満たされるかどうかを判定することは、前記仮想化されたプロセッサが現在実行されている特権レベルを決定することを含む、ホストシステム。
- 請求項5に記載のホストシステムであって、前記イベントインジェクション条件が満たされるかどうかを判定することは、前記仮想化されたプロセッサの現在の実行コンテキストを決定することを含む、ホストシステム。
- 請求項1に記載のホストシステムであって、前記メモリ内部監視エンジンは、前記ページフォールトを直接インジェクトすることに応じて、
前記ターゲットページのページテーブルエントリの変更を検出し、
それに応じて、前記ターゲットページが前記変更により前記仮想化されたメモリの前記ページにマップされたかどうかを判定する
ようにさらに構成された、ホストシステム。 - 請求項1に記載のホストシステムであって、前記メモリ内部監視エンジンは、前記ターゲットページの内容により前記ターゲットプロセスが悪意のあるものであるかどうかを判定するようにさらに構成された、ホストシステム。
- 請求項1に記載のホストシステムであって、前記メモリ内部監視エンジンは、前記ターゲットページの内容を変更しようとする試みをインターセプトするようにさらに構成された、ホストシステム。
- 請求項1に記載のホストシステムであって、前記メモリ内部監視エンジンは、前記ターゲットページが前記仮想化されたメモリからスワップアウトされているかどうかを判定するのに備えて、
前記仮想マシン内の前記ターゲットプロセスの起動を示す、前記仮想化されたプロセッサのイベントを検出し、
それに応じて、前記イベントにより前記ターゲットページの仮想アドレスを決定する
ようにさらに構成された、ホストシステム。 - ホストシステムの少なくとも1つのハードウェアプロセッサを使用してハイパーバイザを実行するステップであって、前記ハイパーバイザは、仮想化されたプロセッサおよび仮想化されたメモリを含む仮想マシンを公開するように構成され、前記仮想マシンは前記仮想化されたプロセッサを使用してターゲットプロセスを実行するようにさらに構成された、ステップと、
前記少なくとも1つのハードウェアプロセッサを使用して、前記ターゲットプロセスの仮想メモリ空間のターゲットページが前記仮想化されたメモリからスワップアウトされているかどうかを判定するステップと、
それに応じて、前記ページが前記仮想化されたメモリからスワップアウトされているとき、前記少なくとも1つのハードウェアプロセッサを使用して前記仮想マシンにページフォールトを直接インジェクトするステップであって、前記ページフォールトは前記仮想マシンのオペレーティングシステムに前記ターゲットページを前記仮想化されたメモリのページにマップさせる、ステップと
を含む方法。 - 請求項13に記載の方法であって、前記ページフォールトを直接インジェクトするステップは、前記仮想化されたプロセッサを動作させるように、前記ハイパーバイザによって使用されるデータ構造を変更するステップを含む、方法。
- 請求項14に記載の方法であって、前記データ構造は、前記仮想化されたプロセッサに割り当てられた仮想マシン制御構造(VMCS)を含む、方法。
- 請求項13に記載の方法であって、前記ページフォールトを直接インジェクトするステップは、前記ターゲットページの仮想アドレスを前記仮想化されたプロセッサのレジスタに書き込むステップを含む、方法。
- 請求項13に記載の方法であって、前記ページフォールトを直接インジェクトするのに備えて、
前記少なくとも1つのハードウェアプロセッサを使用して、前記仮想化されたプロセッサの現在の状態により、インジェクション条件が満たされるかどうかを判定するステップと、
それに応じて、前記インジェクション条件が満たされるとき、前記少なくとも1つのハードウェアプロセッサを使用して、前記ページフォールトを直接インジェクトするステップと
をさらに含む方法。 - 請求項17に記載の方法であって、前記イベントインジェクション条件が満たされるかどうかを判定するステップは、前記仮想化されたプロセッサの割り込み要求レベル(IRQL)を決定するステップを含む、方法。
- 請求項17に記載の方法であって、前記イベントインジェクション条件が満たされるかどうかを判定するステップは、前記仮想化されたプロセッサが現在実行されている特権レベルを決定するステップを含む、方法。
- 請求項17に記載の方法であって、前記イベントインジェクション条件が満たされるかどうかを判定するステップは、前記仮想化されたプロセッサの現在の実行コンテキストを決定するステップを含む、方法。
- 請求項13に記載の方法であって、前記ページフォールトを直接インジェクトするのに応じて、
前記少なくとも1つのハードウェアプロセッサを使用して、前記ターゲットページのページテーブルエントリの変更を検出するステップと、
それに応じて、前記少なくとも1つのハードウェアプロセッサを使用して、前記ターゲットページが前記変更により前記仮想化されたメモリの前記ページにマップされたかどうかを判定するステップと
をさらに含む方法。 - 請求項13に記載の方法であって、前記少なくとも1つのハードウェアプロセッサを使用して、前記ターゲットページの内容により前記ターゲットプロセスが悪意のあるものであるかどうかを判定するステップをさらに含む方法。
- 請求項13に記載の方法であって、前記少なくとも1つのハードウェアプロセッサを使用して、前記ターゲットページの内容を変更しようとする試みをインターセプトするステップをさらに含む方法。
- 請求項13に記載の方法であって、前記ターゲットページが前記仮想化されたメモリからスワップアウトされているかどうかを判定するのに備えて、
前記少なくとも1つのハードウェアプロセッサを使用して、前記仮想マシン内の前記ターゲットプロセスの起動を示す、前記仮想化されたプロセッサのイベントを検出するステップと、
それに応じて、前記少なくとも1つのハードウェアプロセッサを使用して、前記イベントにより前記ターゲットページの仮想アドレスを決定するステップと
をさらに含む方法。 - ホストシステムの少なくとも1つのハードウェアプロセッサによって実行されるとき、前記ホストシステムにメモリ内部監視エンジンを形成させる命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記ホストシステムは、仮想化されたプロセッサおよび仮想化されたメモリを含む仮想マシンを公開するハイパーバイザを実行するようにさらに構成され、前記仮想マシンは、仮想化されたプロセッサを使用してターゲットプロセスを実行するように構成され、前記メモリ内部監視エンジンは、前記仮想マシンの外で実行され、前記メモリ内部監視エンジンは、
前記仮想マシンのページテーブルにより、前記ターゲットプロセスの仮想メモリ空間のターゲットページが前記仮想化されたメモリからスワップアウトされているかどうかを判定し、
それに応じて、前記ターゲットページが前記仮想化されたメモリからスワップアウトされているとき、前記仮想マシンにページフォールトを直接インジェクトし、前記ページフォールトは前記仮想マシンのオペレーティングシステムに前記ターゲットページを前記仮想化されたメモリのページにマップさせる
ように構成された、非一時的コンピュータ可読媒体。
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