È possibile costruire un sistema operativo sicuro per questi sistemi informatici che non forniscono modalità di funzionamento privilegiata nell'hardware?

No, non è realisticamente possibile costruire un sistema operativo veramente * sicuro * per i sistemi informatici che non dispongono di modalità di funzionamento privilegiate supportate da hardware. Il problema fondamentale risiede nella necessità di proteggere le risorse del sistema critico da programmi a livello di utente dannoso o errato.

Ecco perché:

* Protezione delle risorse: La modalità privilegiata (spesso chiamata modalità kernel o modalità supervisore) è essenziale per proteggere le risorse critiche come la memoria, i dispositivi I/O e la CPU stessa. Senza di essa, un programma a livello di utente compromesso potrebbe accedere e modificare direttamente queste risorse, portando a arresti anomali di sistema, corruzione dei dati o acquisizione completa del sistema. Un programma utente potrebbe, ad esempio, sovrascrivere il codice del sistema operativo o modificare le sue tabelle di gestione della memoria.

* Applicazione delle chiamate di sistema: Il sistema operativo funge da intermediario tra programmi utente e hardware. Le chiamate di sistema sono il meccanismo per i programmi utente per richiedere servizi (come la lettura di un file o l'invio di dati su una rete). È necessaria la modalità privilegiata per garantire che queste richieste siano correttamente validate e gestite in modo sicuro. Senza di essa, un programma utente potrebbe eseguire direttamente istruzioni arbitrarie, aggirando tutti i controlli di sicurezza.

* Isolamento dei processi: I sistemi operativi si basano sulla modalità privilegiata per isolare i processi l'uno dall'altro. Senza questo isolamento, un programma dannoso potrebbe accedere alla memoria o alle risorse di altri processi, portando potenzialmente a violazioni dei dati o attacchi di negazione del servizio.

Mentre sofisticate tecniche basate su software possono mitigare alcuni di questi rischi, non possono eliminarli completamente. Si affidano inevitabilmente a meccanismi complessi e potenzialmente fragili (ad esempio, sofisticati schemi di protezione della memoria, una forte dipendenza dalla firma e dalla verifica del codice) che potrebbero essere bypassati da aggressori sofisticati. Queste tecniche sarebbero significativamente meno efficienti e creerebbero spese generali significative.

In breve, le modalità privilegiate supportate da hardware sono un requisito fondamentale per la costruzione di sistemi operativi sicuri. Forniscono un livello cruciale di protezione che non può essere replicato in modo esclusivo attraverso il software. La sicurezza offerta da un approccio solo software sarebbe molto più debole ed estremamente difficile da mantenere.

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