[論文レビュー] Windows And Linux Operating Systems From A Security Perspective

Youssef Bassil|arXiv (Cornell University)|Apr 1, 2012

Advanced Malware Detection Techniques参考文献 10被引用数 8

ひとこと要約

本論文は、マイクロソフトのWindowsおよびLinuxオペレーティングシステムのセキュリティ機能、アーキテクチャ、メカニズムについて包括的な比較分析を提供する。設計原則、アクセス制御モデル、認証手法、脆弱性管理を評価し、両システムにはそれぞれ特徴的な強みがあると結論づける。Linuxはそのオープンソースの透明性と細粒度のアクセス制御により、通常は出荷時からより強固なセキュリティを提供するが、Windowsはエンタープライズ統合性と管理されたパッチ適用において優れている。

ABSTRACT

Operating systems are vital system software that, without them, humans would not be able to manage and use computer systems. In essence, an operating system is a collection of software programs whose role is to manage computer resources and provide an interface for client applications to interact with the different computer hardware. Most of the commercial operating systems available today on the market have buggy code and they exhibit security flaws and vulnerabilities. In effect, building a trusted operating system that can mostly resist attacks and provide a secure computing environment to protect the important assets of a computer is the goal of every operating system manufacturer. This paper deeply investigates the various security features of the two most widespread and successful operating systems, Microsoft Windows and Linux. The different security features, designs, and components of the two systems are to be covered elaborately, pin-pointing the key similarities and differences between them. In due course, a head-to-head comparison is to be drawn for each security aspect, exposing the advantage of one system over the other.

研究の動機と目的

• マイクロソフトのWindowsおよびLinuxオペレーティングシステムのセキュリティメカニズムを分析・比較すること。
• 各OSがシステムリソースおよびユーザーデータを保護するうえでの強みと弱みを特定すること。
• アクセス制御、認証、特権管理における設計選択が、全体的なシステムセキュリティに与える影響を評価すること。
• セキュリティ機能を直接比較し、システム選定およびハードニング戦略の指針を提供すること。

提案手法

• アクセス制御、認証、特権分離などのコアコンポonentに焦点を当て、WindowsおよびLinuxのセキュリティアーキテクチャを詳細にレビューすること。
• Linuxのセキュリティモデルにおけるオープンソース開発の役割を分析し、透明性と脆弱性パッチの迅速な適用を強調すること。
• Mandatory Access Control (MAC)、User Account Control (UAC)、統合セキュリティサービスを含む、Windowsのセキュリティモデルを検証すること。
• 特権昇格防止および攻撃表面の縮小を含む、デフォルトのセキュリティ構成の有効性を比較すること。
• 両エコシステムにおけるセキュリティアップデートおよび脆弱性開示の頻度と対応速度を評価すること。
• 認証、承認、監査、エクスプロイトマイトゲーションの複数の次元にわたって、セキュリティ機能をマッピング・対比する構造的フレームワークを用いること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 WindowsとLinuxのアクセス制御モデルは、セキュリティの粒度と有効性においてどのように異なるか？
• RQ2 WindowsとLinuxにおける認証および特権管理の主な違いは何か？
• RQ3 Linuxのオープンソース性は、Windowsと比較して脆弱性の開示およびパッチ適用サイクルにどのように影響するか？
• RQ4 デフォルト構成および攻撃表面の縮小技術は、それぞれのOSのセキュリティポリシーにどのような影響を及えるか？
• RQ5 特権昇格やマルウェアといった一般的な攻撃ベクトルに対して、どちらのシステムがより強力な保護を提供するか？

主な発見

• Linuxは、最小特権の原則と細粒度のパーミッションモデルにより、通常は出荷時からより強固なセキュリティを示す。
• WindowsのUser Account Control (UAC) は、特権昇格攻撃に対して効果的な緩和策を提供するが、ユーザーの操作に依存するため、しばしば回避される。
• Linuxのオープンソース性により、脆弱性の検出およびパッチ適用が迅速に行われ、露出期間が短縮される。
• Windowsは中央集権的なパッチ管理およびエンタープライズセキュリティツールとの統合により、大規模組織におけるアップデートの信頼性が向上する。
• 両システムともデフォルト構成に顕著な脆弱性を示すが、Linuxのモジュラー設計により、より効果的なハードニングが可能である。
• Linuxのセキュリティモデルはより透明で監査可能であり、バックドアや隠れたエクスプロイトのリスクを低減し、信頼性を高める。