A Basis for Secure Systems Implementation Languages

Zusammenfassung

Die Sicherheit der heute gebräuchlichen Implementierungssprachen ist begrenzt, da der Programmierer bei Bedarf auf die Hardware-Ebene heruntergehen und dort beliebig viel Unheil anrichten kann. Nun ist zwar die Zugriffsmöglichkeit auf Prozessorstatus, Geräteregister, Speicherabbildungs-Hardware etc. unverzichtbar — jedenfalls für die Betriebssystem-Programmierung. Das bedeutet aber nicht, daß der Programmierer in der Lage sein muß, beliebig auf die Feinstruktur dieser „Hardware-Objekte“ zuzugreifen (wodurch die Programmzuverlässigkeit gefährdet wird). Wenn man auf der Hardware-Ebene das Prinzip der Datenabstraktion anwendet, kann man mit Sprachen arbeiten, die die Implementierungsdetails von Hardware-Objekten in einem Standard Prelude verbergen. In der vorliegenden Arbeit werden einige Eigenschaften solcher Sprachen untersucht. Der Zugriff auf Peripheriegeräte läßt sich relativ einfach abhandeln; deshalb wird vor allem auf die schwierigeren Probleme der Prozessor- und Speicherverwaltung eingegangen.

Abstract

Contemporary high-level languages for systems implementation suffer from language insecurities which arise from their ability to deal directly with the hardware. It is certainly indispensible, at least for operating systems programming, to have access to the processor status, device registers, memory management hardware, etc. There is no need, however, for revealing their implementational details to the programmer, thus compromising reliability. Data abstraction on the machine level allows for the design of safe systems programming languages which hide the declaration of “hardware objects” in a standard prelude. Some characteristics of such languages are investigated. As device handling can be managed in a straightforward way, emphasis is placed on the more critical issues, viz. processor and memory management.