Não, não é realisticamente possível construir um sistema operacional verdadeiramente * seguro para sistemas de computador que não possuam modos de operação privilegiados por hardware. O problema fundamental está na necessidade de proteger os recursos críticos do sistema de programas maliciosos ou errantes no nível do usuário.
Aqui está o porquê:
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Proteção de recursos: O modo privilegiado (geralmente chamado de modo de kernel ou modo de supervisor) é essencial para proteger recursos críticos, como memória, dispositivos de E/S e a própria CPU. Sem ele, um programa comprometido no nível do usuário pode acessar e modificar diretamente esses recursos, levando a falhas do sistema, corrupção de dados ou aquisição completa do sistema. Um programa de usuário pode, por exemplo, substituir o código do sistema operacional ou alterar suas tabelas de gerenciamento de memória.
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aplicação de chamadas do sistema: O sistema operacional atua como um intermediário entre programas de usuário e hardware. As chamadas do sistema são o mecanismo para os programas do usuário solicitarem serviços (como ler um arquivo ou enviar dados em uma rede). O modo privilegiado é necessário para garantir que essas solicitações sejam validadas e manuseadas adequadamente. Sem ele, um programa de usuário pode executar diretamente as instruções arbitrárias, ignorando todas as verificações de segurança.
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Isolamento de processos: Os sistemas operacionais dependem do modo privilegiado para isolar processos um do outro. Sem esse isolamento, um programa malicioso pode acessar a memória ou os recursos de outros processos, potencialmente levando a violações de dados ou ataques de negação de serviço.
Embora técnicas sofisticadas baseadas em software possam mitigar alguns desses riscos, eles não podem eliminá-los completamente. Eles inevitavelmente dependiam de mecanismos complexos e potencialmente frágeis (por exemplo, esquemas sofisticados de proteção de memória, forte dependência da assinatura e verificação de código) que poderiam ser ignorados por atacantes sofisticados. Essas técnicas seriam significativamente menos eficientes e criariam uma sobrecarga significativa.
Em resumo, os modos privilegiados apoiados por hardware são um requisito fundamental para a criação de sistemas operacionais seguros. Eles fornecem uma camada crucial de proteção que não pode ser replicada de maneira confiável apenas por meio de software. A segurança oferecida por uma abordagem somente de software seria muito mais fraca e extremamente difícil de manter.
