计算机ESM嵌入式操作系统JetOS的设计

　　ESM的嵌入式操作系统JetOS设计。ESM还包括一个嵌入式操作系统JetOS，主要负责对嵌入式模块的管理。JetOS的软件模块主要分为6大部分：主控系统、通讯系统、命令处理系统、智能卡接口模块、文件系统、密钥管理系统。每一个都和其他的模块有一定的联系，但并不是全互联的。

　　1 主控系统

　　主控系统负责监控通讯通道，同时要控制ESM自身系统的安全和稳定运行。与它有联系的有3个子系统：通讯子系统、命令处理子系统和智能卡接口子系统。因此它要控制并管理这3个子系统的正常运行，他们之间主要是调用和被调用的关系：代写医学论文主控系统会监控系统异常和正常事件的发生，一旦被激活，它会调用通讯系统与主机通讯，接收命令，转而调用命令处理子系统，对主机的要求做出响应。如果是和智能卡相关的，它会直接调用智能卡接口模块。主控模块并不直接和文件系统以及密钥管理系统关联，它只是通过命令处理系统来调用。主控系统还执行有权限的开关机功能，这也是通过对智能卡接口模块和通讯系统的调用来实现的。

　　2 处理子系统

　　JetOS提供给主机的命令调用功能都是通过命令处理子系统来实现的。命令处理子系统连接了4个主要的系统模块。由于命令处理模块要执行各种安全功能或操作，它必须能够自主调用所需要的资源。但在超循环结构中，命令处理子系统是不能自主运行的，它属于前台系统，它必须通过主控系统的调用来激活。同时它要受到主控系统的监控，代写英语论文一旦命令处理模块执行异常或碰到非法操作，主控系统会直接采取相应措施来控制主机，这是通过检测命令处理系统的返回应答码来实现的。

　　3 通讯系统

　　通讯系统是ESM和主机之间的唯一接口，是控制和主机相互通讯和传送控制命令的通道。

　　它包含一个命令通道、一个辅助的数据通道以及一个控制用通道。命令通道提供了和主机的函数调用接口、辅助的数据通道通过PCI总线方式来传输大容量数据，主要是加解密数据、控制用通道利用I2C总线来传输控制信号控制主机外设。

　　4 管理系统

　　密钥管理是实现整个ESM系统安全的一个重要组成部分，这里考虑在JetOS中实现一个简单的密钥管理功能，实现除了能够对自身所提供的加解密和认证签名系统提供支持外，还一定程度上实现整个系统环境下的密钥管理系统的局部功能。

　　5 智能卡接口模块

　　智能卡的硬件接口是用GPIO实现的，在JetOS中，需要用纯软件模拟的方式来控制智能卡设备，需要一个专门的智能卡接口模块。它通过控制GPIO信号来与智能卡通讯，提供了一个标准的智能卡软件接口。它受主控系统的调用，同时也受命令处理系统的调用。主控系统在执行开关机权限检测或身份认证，卡异常监控等功能时，会直接调用智能卡接口来执行卡操作。而碰到通用性智能卡应用比如卡验证，加解密，圈存圈提（银行应用）时，会由命令处理模块来发出调用命令。

　　6 文件系统

　　在JetOS管理ESM并执行各项功能时，需要一个简单的文件系统来存贮各种重要的JetOS系统文件和应用参数。文件系统同时考虑了密钥管理系统的实现，因为密钥管理系统的一部分需要文件系统的支持，同时文件系统也给ESM系统本身功能和应用的升级留下了扩充的余地，可以在文件系统中建立多个应用文件或多个功能性文件等。

　　应注意在JetOS的模块图中并没有内存管理模块，并不是完全没有内存管理，只是内存管理的实现十分简单，而且由于ESM的资源有限，实现一个完整的内存管理并没有必要，因此考虑了一种很简单的内存管理方式，在设计中采用顺序存储的方式，利用链表域来查找内存区域，内存并没有分配和回收，由于应用的特殊性，代写职称论文产生的碎片对系统性能的影响并不大。

　　7 计算机安全

　　尽管ESM的嵌入式操作系统JetOS设计可以提高计算机的安全性，但也不是唯一的一种方法，现在用于网络安全的产品有很多，比如有防火墙、杀毒软件、入侵检测系统等等，但是仍然有很多黑客的非法入侵。根本原因是网络自身的安全隐患无法根除，这就使得黑客进行入侵有机可乘。虽然如此，安全防护仍然必须是慎之又慎，尽最大可能降低黑客入侵的可能，从而保护我们的网络信息安全。而JetOS的总体结构设计中采用了超循环结构，那么相应的在实现策略上就应该是一种被动的方式，即ESM系统处于一个空闲等待状态，除了一些系统自身的例行操作之外，其余时间是等待事件的发生，主要是接收主机OS的命令，然后进入命令处理系统进行处理，并返回结果给OS，这是超循环结构所规定的模式。但这样的模式不能实现主动控制主机的功能，所以需要改进，考虑的一种方式就是采用主动和被动相结合，JetOS可以被动地接收主机发送的命令，也可以主动向主机发送控制信号，但主要是以被动式为主的辅助以主动控制模式，这样ESM同时扮演主设备和从设备。

　　这种策略的好处主要是灵活，可以很好地满足功能设计上的各种应用需求。主动控制模式可以有效地增强主机的安全性能。可以说主动控制模式才真正体现了硬件一级的安全功能。

　　参考文献：
　　[1]Wolf Wayne.嵌入式系统设计原理[M].北京:机械工业出版社，2002.
　　[2]周学广，刘艺.信息安全学[M].北京：机械工业出版社，2003