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一个悄然成为世界最流行的操作系统

作者 张大可 分类 开源 04月06日

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1987,Minix 诞生了。

Minix 介绍

Minix 是Mini Unix 的缩写,一个迷你版类 Unix 操作系统(约 300MB)。 
Minix 原来是荷兰阿姆斯特丹的 Vrije 大学计算机科学系的安德鲁·塔能鲍姆(Andrew S. Tanenbaum )教授所开发的一个类 UNIX 操作系统,开发初衷是方便教学使用(因为 AT&T 推出 Version 7 Unix 之后,将 Unix 源码进行了私有化)。Minix 全部的源代码共约 12,000 行,并置于他的著作Operating Systems: Design and Implementation(ISBN 0-13-637331-3)的附录里作为范例。Minix 的系统要求在当时来说非常简单,只要三片磁片就可以启动。
安德鲁·塔能鲍姆(Andrew S. Tanenbaum ,1944 年 3 月 16 日——)计算机科学家,阿姆斯特丹自由大学教授,专精操作系统,类 Unix 教学操作系统 Minix 作者,出版多部计算机科学教科书,如《现代操作系统》《计算机组成》等。
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Minix 一开始向使用者收取极低的授权费,直到 2004 年,塔能鲍姆重新架构与设计了整个系统,更进一步的将程序模块化,推出 MINIX 3。重新以 BSD 许可协议发布,成为开放源代码软件。
MINIX 3 的目标是比Windows或Linux更安全,在当时塔能鲍姆那份获得欧盟研究委员会(EuropeanResearchCouncil)5 年 250 万欧元资助的研究计划书里,Tanenbaum 解释了为何他认为现有的操作系统不安全:
最严重的可靠性及安全问题是与操作系统相关的那些。核心问题在于现有操作系统都不符合 POLA ——最低授权原则 (PrincipleOfLeastAuthority)。POLA说的是系统划分组件的方式,应当使必然存在于某个组件中的缺陷,不至于波及其他组件。每个组件仅应该得到完成它本身工作所需的权限,不多不少。具体来说,它应该无权读写属于其他组件的数据,无权读取它自身地址空间之外的任何计算机内存,无 权执行与它无关的敏感操作指令,无权访问不该访问的 I/O 设备,诸如此类。现有操作系统完全违反以上原则,结果就是造成众多可靠性及安全问题。

Minix 的流行与威胁

说起最流行的操作系统,我们也许会下意识地想到 Linux、Windows、macOS、iOS 和 Android 等一些当下主流的操作系统。但事实恐怕不是我们以为的那样,你可能不知道,但在英特尔近些年推出的所有处理器中都运行着一个操作系统。
没错,这个系统正是 MINIX,就是因为英特尔,它成了世界上最流行的操作系统,不过这引起了人们的注意和担忧。
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之所以引起人们的担忧是因为现代英特尔处理器中都有一个核心部件 —— 英特尔管理引擎 (Intel ME-Intel's Management Engine),用来管理协调内部的诸多模块,尤其是传统芯片组整合进入之后,处理器已经差不多成了 SoC 单芯片系统,更需要一个“总管”,MINIX 正是负责这个工作。
而一旦英特尔管理引擎受到危及,有可能给攻击者留下严重的后门。研究人员特别指出,由于其在初始化硬件、电源管理和启动主处理器等方面扮演重要角色,无法完全被禁用。这让安全研究人员甚为担忧,因为除了英特尔外,谁都无法审查有无后门(毕竟英特尔使用自己修改过的 MINIX 3 没有开源)
MINIX 在处理器内部拥有自己的 CPU 内核和专属固件,完全独立于其他部分,而且完全隐形,操作系统和用户均不可见,运行权限更是达到了 Ring -3。
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要知道,我们日常使用的应用程序权限级别都是 Ring 3,操作系统内核的是 Ring 0,这也是一般用户能够接触到的最低权限,MINIX 竟然深入到了 Ring -3。
事实上,即便是在休眠乃至关机状态下,MINIX 都在不间断运行,因为英特尔管理引擎要在处理器启动的同时就开始执行管理工作,还要负责芯片级的安全功能。
这就使得 MINIX 拥有至高无上的地位,而且只要你的电脑使用的是英特尔近些年推出的处理器,都有一个它在默默运行,这使得它成为名副其实的世界上最流行的系统。

Minix 和 Linux

Linux 是 Linus Torvalds 受到 Minix 的影响而作成的(Linus 不喜欢他的 386 计算机上的 MS-DOS 操作系统,而安装了 Minix,并以它为样本开发了原始的 Linux 核心)。但是这种影响更多在于非技术层面,确切地说是一种精神上的“鼓舞”。在设计上,Linux 则和 Minix 相差很大,在 Linux 系统还没有自己的原生文件系统之前,曾采用 Minix 的文件系统。Minix 在核心设计上采用微核心,即将操作系统分成微核心和其上的提供文件系统、存储器管理、驱动程序等服务的服务程序;而 Linux 则和原始的 Unix 都采用宏内核。在 Linux 发展之初,双方还于 1992 年在新闻组上有过一场精彩的争论,被称为塔能鲍姆-林纳斯辩论。Minix 的作者和支持者认为使用宏内核是技术上的退步,而 Linux 的支持者认为 Minix 本身没有实用性。

参考链接:
https://www.oschina.net/news/1766
https://www.oschina.net/news/90374/minix-the-most-popular-os-in-the-world?p=7
http://www.360doc.com/content/19/0129/00/277688_811876443.shtml


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