x-sBPF

Sandbox with BPF

本组的项目是一个轻量级的文件系统沙盒，通过劫持文件访问相关的系统调用，实现对文件的保护。项目的特色在于本项目的沙盒程序是一段动态植入内核空间的kernel代码，可以最小化反复切换特权级别带来的性能损失，并且保留了用户态程序级别的自由度和灵活性。本项目目前已经在同一个框架下实现了三种不同的文件保护模式，可以灵活地为使用者选择，满足不同类型的数据保护需要。本项目还通过引入cgroup，实现了进程资源分配的限制，提高了对系统的整体保护。

Group Members

• 陈思睿
• 梁恒宇
• 吕泓涛
• 汤力宇

文件夹说明

• BPF: 存放一个可用于读取openat系统调用传入参数filename的BPF程序
• feasibility: 可行性报告
• final: 结题答辩+结题报告
• lab4: 实验四仓库
• mid: 中期报告PPT
• report: 调研报告
• research: 调研内容存放的文件夹
• test_module: 内核模块、测试程序源代码、加载程序源代码存放文件夹

LaTex文档的编译

文档的编译需要用到XeLaTeX，如果文档中使用了BibTeX做文献引用，则需要使用XeLaTeX->BibTeX->XeLaTeX->XeLaTeX进行四遍编译。

beamer类型可能需要使用XeLaTeX进行两次以上的编译以校正页码等信息。

使用说明

要正确运行这个项目，首先需要编译并更换Linux内核。本仓库的Linux修改源代码位于OSH-2021/linux-stable，从Linux5.8.18版本修改而来。

编译并更换内核

sBPF仓库中的内核模块不断在更新，模块相对应的内核代码也在更新。要想正确运行内核模块，需要编译并更换相对应的内核。使用git log可查看comment，部分涉及对内核模块修改的comment中包含内核模块对应的内核提交版本。

编译内核与更换内核不属于本项目的核心重点，所以这里不介绍编译内核以及更换内核的步骤。不同的运行环境下更换内核的方法可能是不同的。但是如果你没有做过这件事的话，完成这个步骤还是会比较困难的。

这个步骤结束后，键入uname -r会显示5.8.18+。

编译内核模块

sBPF_*.c为内核模块，直接键入make编译。例如，如果要编译sBPF_cow.c，需将Makefile对应的obj_m后改为sBPF_cow.o，再使用make即可编译。

载入内核模块

这一步是将沙盒代码载入到内核中，让沙盒代码运行在内核态，减少用户态、内核态之间切换带来的开销。

手动载入

使用insmod即可载入内核模块，让沙盒程序运行在内核态。注意需手动填入pid、u_mem、sdir信息。

手动载入内核模块后，若想结束沙盒的运行，需要使用rmmod。

自动载入

编译好loader.c，如gcc loader.c -o loader。运行loader的参数依次为模块地址、沙盒地址、运行的程序及参数，loader运行的参数在loader.c中也有说明。自动载入后不需要再手动卸载内核模块。

loader的运行示例如：./loader sBPF_cow.ko /home/xxx/sandbox_test ./a.out