VMware虛擬機技術在電子數(shù)據(jù)取證中的應用

羅 林

(湖北省恩施土家族苗族自治州公安局網(wǎng)安支隊 湖北 445000)

0 引言

電子數(shù)據(jù)取證是打擊網(wǎng)絡犯罪的重要環(huán)節(jié)，在實際應用中可以劃分為靜態(tài)取證模型和動態(tài)取證模型。

靜態(tài)取證強調對證據(jù)的事后發(fā)現(xiàn)與分析，本質上是一種被動的取證模型，其優(yōu)點是有利于對涉案電子證據(jù)的提取和保存，缺點是對“活”的電子數(shù)據(jù)進行行為分析和抽樣鑒定存在局限性。動態(tài)取證強調證據(jù)的及時獲取，是一種主動的取證模型，其優(yōu)點是通過實時監(jiān)控分析全面客觀反映系統(tǒng)安全狀態(tài)，并在犯罪實施階段獲取有效的數(shù)據(jù)，缺點是需要經過預先部署，對取證方法的針對行要求較高，在司法實踐中往往達不到理想的環(huán)境。

動態(tài)仿真取證技術就是在吸取、借鑒傳統(tǒng)取證方法各自優(yōu)勢的基礎上，將仿真技術運用于計算機犯罪調查司法實踐而產生的新的取證方法。

1 動態(tài)仿真取證技術

基于動態(tài)仿真技術的取證分析方法是建立在功能型的取證模型之上的，它沒有使用時間因素作為流程劃分的基準，而是按照不同取證環(huán)境下的特殊要求，在取證分析過程中運用動態(tài)仿真技術獲取原始電子證據(jù)或者在取樣分析階段模擬原始環(huán)境加以利用的特殊分析方法。

動態(tài)仿真取證技術在不破壞原始證據(jù)的完整性、有效性、真實性的前提下，注重從功能上實現(xiàn)對電子證據(jù)的收集，分析鑒別所獲得的數(shù)據(jù)信息，提取并固定對偵查、起訴有價值的電子證據(jù)信息。在取證分析中，通過虛擬機技術實現(xiàn)原始證據(jù)的克隆、模擬系統(tǒng)環(huán)境，以第一視角的方式進行電子數(shù)據(jù)分析。

基于VMware虛擬機技術的動態(tài)仿真取證技術是運用VMware虛擬機技術實現(xiàn)對物理計算機的遷移和轉換，并在虛擬系統(tǒng)環(huán)境中實現(xiàn)對電子數(shù)據(jù)的動態(tài)取證分析的計算機犯罪調查方法。

2 虛擬機技術

虛擬機是利用虛擬化技術，通過在現(xiàn)有的硬件平臺上添加一個稱為虛擬機監(jiān)視軟件的中間層，從而實現(xiàn)對處理器、內存管理單元、輸入輸出系統(tǒng)等計算機必備系統(tǒng)的虛擬化，進而在硬件平臺上虛擬出一臺功能完善的計算機。從應用程序的角度來看，應用程序都在某一特定的指令體系（instruction set architecture，ISA）或操作系統(tǒng)上運行，根本感知不到是運行在一臺虛擬機上還是在一臺實體計算機。

虛擬機技術分為完全虛擬化（fullvirtualizatio）和準虛擬化（aravirtulizatio）兩種類型。二者的區(qū)別在于客體的操作系統(tǒng)指令體系（ISA）和宿主的操作系統(tǒng)指令體系（ISA）是否相同。因此，采用完全虛擬化技術的虛擬機具有很好的兼容性，VMware屬于采用完全虛擬化技術的虛擬機。

2.1 虛擬機轉換技術

VMware提供了將虛擬機、系統(tǒng)鏡像和物理計算機轉換為VMware產品托管的可擴展解決解決方案，可以實現(xiàn)物理機到虛擬機（P2V）、虛擬機到虛擬機（V2V）、磁盤鏡像到虛擬機（I2V）的遷移。轉換物理機時，Converter Standalone組件會通過克隆復制源物理磁盤或邏輯卷，并將該數(shù)據(jù)傳輸至目標虛擬磁盤來創(chuàng)建目標虛擬機。

2.2 基于磁盤的克隆和基于卷的克隆

Converter Standalone支持基于磁盤的克隆和基于卷的克隆?；诰淼目寺∈菍⒕韽脑从嬎銠C復制到目標計算機。源計算機動態(tài)磁盤在目標虛擬機上會轉換為基本卷?；诰淼目寺】稍谖募墑e或塊級別執(zhí)行。當選擇小于 NTFS 原始卷的大小或選擇調整 FAT 卷大小時執(zhí)行基于卷的文件級克隆。當選擇保持源卷的大小或為 NTFS 源卷指定更大的卷大小時可進行基于卷的塊級克隆。

基于磁盤的克隆會轉移所有磁盤的所有扇區(qū)，為所有類型的基本磁盤和動態(tài)磁盤創(chuàng)建源計算機的副本，并保留所有卷元數(shù)據(jù)，目標虛擬機接收的分區(qū)類型、大小和結構與源虛擬機完全相同。

2.3 物理機的熱克隆和冷克隆

2.3.1 熱克隆

熱克隆也叫做實時克隆或聯(lián)機克隆，在機操作系統(tǒng)運行狀態(tài)下對源計算機進行遷移轉換。由于在轉換期間進程繼續(xù)在源計算機上運行，因此生成的虛擬機不是源計算機的精確副本，需要配置Converter Standalone選項，使程序在熱克隆后將目標虛擬機與源計算機同步。同步操作允許將物理機源無縫遷移到虛擬機目標，目標計算機將接管源計算機操作。

對于雙引導系統(tǒng)的源計算機，熱克隆只能克隆 boot.ini文件指向的默認操作系統(tǒng)。在更改源計算機的boot.ini文件以指向另一個操作系統(tǒng)之后，重新啟動源計算機，才能對另一個操作系統(tǒng)重新進行克隆。如果另一個操作系統(tǒng)是 Linux 系統(tǒng)，則可以使用克隆Linux物理機源的標準過程引導和克隆該系統(tǒng)。

2.3.2 冷克隆

冷克隆也稱為脫機克隆，在關機狀態(tài)下對源計算機進行遷移轉換。在冷克隆計算機時，需要使用帶有32位子系統(tǒng)的window預安裝環(huán)境和Converter Standalone應用程序的光盤重新引導源計算機。冷克隆在轉換期間源計算機上不會發(fā)生任何更改，因此可以創(chuàng)建最一致的源計算機副本。冷克隆在源計算機上不留痕跡，但要求可直接訪問所克隆的源計算機。在冷克隆Linux計算機時，必須在克隆完成后才能配置目標虛擬機。對于安裝有雙系統(tǒng)的源計算機，冷克隆可以一次實現(xiàn)源磁盤的完全遷移轉換。

3 運用虛擬機技術進行動態(tài)仿真取證司法實踐的探討

電子證據(jù)作為計算機犯罪調查取證中的關鍵證據(jù)，既有一般法律證據(jù)所具有的共性，又有其自身特殊的個性。在司法實踐中要求電子證據(jù)既能夠與其它犯罪證據(jù)緊密相關，相互印證，充分說明案件基本事實，又必須保證取證分析過程的合法性、證據(jù)獲取的完整性和真實性。鑒于此，筆者著重從虛擬機克隆技術在司法取證實踐中對證據(jù)客觀性的影響作簡要論述。

3.1 熱克隆技術對取證的影響

VMware虛擬機的熱克隆技術不適合于計算機犯罪調查的現(xiàn)場取證。原因在于其在操作過程中需要創(chuàng)建磁盤快照通過網(wǎng)絡傳遞給目標虛擬機，因此Converter Standalone代理程序會直接安裝運行在開機狀態(tài)下的源計算機中，使源計算機的內存狀態(tài)、網(wǎng)絡狀態(tài)和磁盤結構發(fā)生改變，對原始證據(jù)的唯一性和完整性造成破壞。但是，熱克隆具有良好的硬件兼容性，可以快速搭建脫離硬件環(huán)境的模擬仿真系統(tǒng)，因此熱克隆技術可以是取證分析人員在特定取證過程中考慮采取的技術分析方法之一。其分析鑒定的結果可以作為靜態(tài)取證分析檢驗和參考的依據(jù)。

例如，在網(wǎng)絡入侵類案件中，取證人員需要針對計算機病毒木馬程序的網(wǎng)絡態(tài)、進程態(tài)、隱藏態(tài)等特性進行動態(tài)取樣分析時，對源計算機磁盤完整拷貝后，采用熱克隆技術能夠快速實現(xiàn)樣本程序運行環(huán)境的重建。當然，針對不同的取證分析需求，首先必須保證虛擬機對樣本程序運行環(huán)境的改變是可控的。如：樣本程序所占有的內存資源、網(wǎng)絡端口等系統(tǒng)資源不會與Converter Standalone代理程序相沖突；取證人員在虛擬機模擬仿真環(huán)境中對樣本程序功能性分析不會受VMM中間件的影響；樣本程序網(wǎng)絡功能的實現(xiàn)不依賴于源計算機的MAC地址；對于雙系統(tǒng)的熱克隆必須改變boot.ini指向后分別進行。

3.2 冷克隆技術對取證的影響

冷克隆在進行磁盤遷移轉換的過程中無需在源計算機上進行任何安裝，對源計算機物理磁盤不會產生影響，且對于多操作系統(tǒng)可以一次克隆完成。因此，采用Converter Standalone的冷克隆技術能夠保證原始硬盤的真實性和電子證據(jù)的完整性，符合電子取證的要求，可以作為現(xiàn)場取證的手段之一。在此基礎之上，調查人員對取證過程中涉及到的日期和時間、硬盤分區(qū)情況、操作系統(tǒng)和版本、文件信息、數(shù)據(jù)完整性、計算機程序功能檢測分析結果等進行歸檔處理，能保證調查取證過程的合法性，形成可以提交法庭質證的電子證據(jù)報告。

但冷克隆技術也有它的局限性：一是轉換源計算機必須處于關機狀態(tài)，由CD進行重新引導，如要獲取正在運行的計算機內存中的電子證據(jù)，在現(xiàn)場取證時應考慮使用其它技術手段加以補充；二是Converter Standalone的4.1版本可能對某些特殊的硬件驅動無法識別（如磁盤陣列卡的硬件驅動），在具體操作中要區(qū)別對待；三是Converter Standalone 無法檢測大小超過 2 TB 的物理磁盤上的任何源卷和文件系統(tǒng)。

3.3 動態(tài)仿真取證在司法實踐中的意義

基于VMware虛擬機技術的動態(tài)仿真取證分析方法，能夠實現(xiàn)模擬系統(tǒng)環(huán)境的快速搭建，從功能上實現(xiàn)電子數(shù)據(jù)分析鑒定所要求的客觀條件，以便于取證人員提取、固定有利于客觀反映犯罪事實的電子證據(jù)信息。

運用虛擬機技術進行電子數(shù)據(jù)的動態(tài)取樣分析，能有效證明電子證據(jù)在計算機犯罪案件中與其它關鍵證據(jù)之間的關聯(lián)性，對保障偵查、起訴等司法調查程序有效實施具有重要的實踐意義。同時，虛擬機技術可以通過直觀展示的方式對證據(jù)分析鑒定報告予以出示，因此可以進一步提高證據(jù)本身的證明力和證據(jù)能力。

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