随着时代的发展,嵌入式系统凭借其低功耗、低成本等优势得到了长足的发展。其中实时嵌入式操作系统被广泛应用在一些对系统响应时间有较高要求的领域中,如工业控制、航空航天等。然而当前一些实时操作系统如Vx Works5.x版本、Sylix OS使用扁平化的内存布局,应用程序和内核共用一个地址空间,这极大的增加了这类系统的安全隐患。因此,部署在这类系统中的接入控制程序无法保证其安全性。然而针对这类单一地址空间的操作系统,当前简单的内存防护不足以保证程序和内核的完整性,另一方面使用Trust Zone或者硬件虚拟化技术增强安全性不仅对硬件要求较高导致适用范围较窄,而且特权级的切换会增加时间消耗导致系统实时性降低。本文以解决现有的内存防护技术防护能力、适用范围、性能等方面不足,以及接入控制程序自身安全性不足为出发点,对进程完整性、内核关键数据结构完整性、同层内核监控三个方面进行了研究,设计了完整性度量和同层监控两个模型,并在此基础上在Sylix OS上设计了接入控制原型系统。论文的主要研究工作如下:1、分析了实时嵌入式系统和接入控制技术的发展现状,阐述了增强单一地址空间的嵌入式系统安全性的重要意义。列举了国内外对内核监控技术和可信度量技术的研究现状,指出了当前上述操作系统中的安全问题,作为本文的研究目标。2、对嵌入式系统、接入控制技术、Sylix OS、可信计算所涉及的相关技术进行了研究和分析,包括ARM系统架构、ARM内存地址映射、接入控制技术原理、Sylix OS内核实现细节、TPM芯片原理、TSS软件栈,为后面研究提供了理论基础。3、针对单一地址空间的嵌入式系统面临的安全威胁,提出了基于系统页表的完整性度量模型。该模型可分为完整性度量模块、控制模块和可信标准基三个模块,通过对系统页表的实时改写以及增加TPM的签名功能,可以有效保护进程数据段、代码段、堆栈段,以及线程切换时上下文、内核关键数据结构的完整性,并在Sylix OS上实现了该模型。研究结果表明,该模型不依赖特殊硬件,适用范围较广,与通常的内存保护机制相比该模型防护能力更强。4、针对完整性度量框架容易被篡改和绕过的问题,提出了基于系统页表的同层内核监控模型。该模型可分为判决模块和页表修改模块,通过对页表修改行为的截获,可以在异常中断中判断页表修改行为的合法性,最后在Sylix OS上实现了该模型。研究结果表明该模型不会影响内核的正常运行,而且可以监控完整性度量模型的运行。5、在Sylix OS中实现了一种基于Web的接入控制方案,该方案包括DHCP模块、Web服务器模块、访问控制模块和后台数据库四部分。测试结果表明该程序运行正常,安全性符合预期,完整性度量模型和同层监控模型可以有效提升接入控制程序自身的安全性。