分散システムにおける監視系の安全な構成法

• Project/Area Number: 16700026
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Software
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 光来 健一 東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助手 (60372463)
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2006: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2004: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 仮想マシン / ダウンタイム / 認証 / オペレーティングシステム / ウェブ・アプリケーション / アスペクト指向プログラミング / プロファイリング / スケジューリング / 仮想計算機 / 分散システム / 安全性 / 監視システム / 再起動 / ウェブアプリケーション / スケジューラ / 仮想環境 / アスペクト / ウェブアプリケーションサーバ / スケージューラ

Research Abstract

今年度は、仮想環境における監視系である仮想マシンモニタ(VMM)を再起動する際に、計算系である仮想マシン(VM)内で提供されているサービスのダウンタイムを短くする技術を開発した。WMのバグにより資源が徐々に枯渇する事態を防ぐには、VMMを定期的に再起動する手法が有用である。しかし、WMの再起動時にはすべてのVMを再起動するため、サービスが長時間停止するという問題があった。この問題を解決するために、VMのメモリイメージをメモリ上に残したままVMMおよび物理マシンを再起動できるようにし、四への影響を小さくした。
さらに、オペレーティングシステム(OS)が乗っ取られた場合に備えて、作業用のOSと認証を行うOSを分離し、別々のWで動作させられるようにする機構を開発した。作業用OSはファイルにアクセスする際に必ず認証用OSにアクセスしなければならないため、認証用OSで確実に認証を行うことができる。認証の際には、ユーザにパスワード入力を求めるダイアログを安全に出すことができるようにした。
また、アスペクト指向プログラミングを用いて監視コードをソフトウェアに動的に埋め込むことで、攻撃を検出したり、攻撃の影響を緩和したりできるようにした。第一に、実行中のOSにプロファイリング・コードを埋め込むことにより、攻撃が行われているかどうかを検出できるようになった。特に、今年度はコード埋め込みの精度を向上させた。第二に、ウェブ・アプリケーションにスケジューリング・コードを埋め込むことにより、攻撃により過負荷状態になったウェブサーバの性能を改善できるようになった。今年度はコード埋め込みのアルゴリズムを洗練させ、河川水位監視システムを用いた追加実験を行った。第三に、例外処理をアプリケーションに追加することにより、攻撃の種類に応じて例外発生時の処理を変更できるようにした。

Research Products

• [Journal Article] Aspect-oriented Application-level Scheduling for J2EE Servers (2007)
  • Author(s): K.Kourai, H.Hibino, S.Chiba
  • Journal Title: Proceedings of the International Conference on Aspect-Oriented Software Development Pages: 1-13
• [Journal Article] 例外処理のためのアスペクト指向言語 (2007)
  • Author(s): 熊原奈津子, 光来健一, 千葉滋
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 : プログラミング (未定)
  • NAID: 110006291066
• [Journal Article] A Fast Rejuvenation Technique for Server Consolidation with Virtual Machines (2007)
  • Author(s): K.Kourai, S.Chiba
  • Journal Title: Proceedings of the International Conference on Dependable Systems and Networks (未定)
• [Journal Article] 過負荷時のWebアプリケーションの性能を改善するSession-aware Queue Scheduling (2006)
  • Author(s): 松沼正浩, 光来健一, 日比野秀章, 佐藤芳樹, 千葉滋
  • Journal Title: 日本ソフトウェア科学会論文誌 23・2 Pages: 199-210
  • NAID: 130004892057
• [Journal Article] A Dynamic Aspect-oriented System for OS Kernels (2006)
  • Author(s): Y.Yanagisawa, K.Kourai, S.Chiba, R.Ishikawa
  • Journal Title: Proceedings of the International Conference on Generative Programming and Component Engineering Pages: 69-78
• [Journal Article] OSが乗っ取られた場合にも機能するファイルアクセス制御システム (2006)
  • Author(s): 滝澤裕二, 光来健一, 柳澤佳里, 千葉滋
  • Journal Title: 第10回プログラミングおよび応用のシステムに関するワークショップオンライン論文集
• [Journal Article] J2EEアプリケーションにおけるアプリケーションレベルスケジューリング (2006)
  • Author(s): 日比野秀章
  • Journal Title: 第3回ディペンダプルソフトウェアワークショップ論文集 Pages: 11-20
• [Journal Article] 仮想計算機を用いたサーバ統合における高速なリブートリカバリ (2006)
  • Author(s): 光来健一
  • Journal Title: 第9回プログラミングおよび応用のシステムに関するワークショップ オンライン論文集
• [Journal Article] 過負荷時のWebアプリケーションの性能を改善するSession-aware Queue Scheduling (2006)
  • Author(s): 松沼正浩
  • Journal Title: 日本ソフトウェア科学会論文誌「コンピュータソフトウェア」 未定(掲載決定)
• [Journal Article] アスペクト指向を用いたカーネルプロファイラ (2005)
  • Author(s): 柳澤佳里
  • Journal Title: 情報処理学会研究報告 2005・48 Pages: 149-156
• [Journal Article] HyperSpector : Virtual Distributed Monitoring Environments for Secure Intrusion Detection (2005)
  • Author(s): Kenichi Kourai
  • Journal Title: Proceedings of International Conference on Virtual Execution Environments Pages: 197-207
• [Journal Article] 仮想的な分散監視環境による安全な侵入検知アーキテクチャ (2005)
  • Author(s): 光来健一
  • Journal Title: 情報処理学会論文誌 46・SIG16 Pages: 108-118
  • NAID: 110002973626
• [Journal Article] 過負荷時のWebアプリケーションの性能劣化を改善するSession-level Queue Scheduling (2005)
  • Author(s): 松沼正浩
  • Journal Title: 第2回ディペンダブルソフトウェアワークショップ 論文集 35 Pages: 105-114
• [Journal Article] ウェブアプリケーションサーバのDegradation Schemeの制御に向けて (2005)
  • Author(s): 光来健一
  • Journal Title: 第8回プログラミングおよび応用のシステムに関するワークショップ オンライン論文集
• [Journal Article] A Source-level Kernel Profiler based on Dynamic Aspect-Orientation (2005)
  • Author(s): Yoshisato Yanagisawa
  • Journal Title: Dynamic Aspects Workshop
• [Journal Article] 分散IDSの実行環境の分離による安全性の向上 (2004)
  • Author(s): 光来健一
  • Journal Title: 2004年並列/分散/協調処理に関する『青森』サマー・ワークショップ 研究報告 97 Pages: 73-80
  • NAID: 110002913967
• [Journal Article] 通信処理のカーネル内競合を検出するアスペクト指向カーネルレベルロガー (2004)
  • Author(s): 柳澤佳里
  • Journal Title: 2004年並列/分散/協調処理に関する『青森』サマー・ワークショップ 研究報告 97 Pages: 33-40
• [Journal Article] アクセス集中時のWebサーバの性能に対するOSの影響 (2004)
  • Author(s): 日比野秀章
  • Journal Title: 日本ソフトウェア科学会第21回大会 オンライン論文集