云计算是当前计算机科学领域的研究热点之一。虚拟机技术作为云计算的关键支撑技术之一起源上个世纪IBM的大型机,随着二进制翻译和硬件辅助虚拟化技术的发展得到广泛应用。目前已经有一些研究人员在虚拟机计算机系统中建立强制访问控制模型,但是这些模型不适用于多级安全虚拟机系统。而且它们只能控制虚拟机之间的公开通信,不能阻止由于虚拟机之间共享硬件资源而引发的隐蔽通道。本文首先简要介绍虚拟机技术的相关背景、虚拟机系统中的安全问题和现有访问控制模型的不足。其次把BLP模型和中国墙安全策略引入到虚拟机系统中,建立适用于多级安全虚拟机系统的Virt-BLP模型和中国墙隔离(Chinese Wall Isolation, CWI)模型。Virt-BLP模型对虚拟机设定安全密级和安全范畴,设置访问矩阵,并建立一套系统状态转换规则。在一个虚拟机访问另一个虚拟机时Virt-BLP根据状态转换规则判定是否允许此次访问。CWI模型通过标签标识出有利益冲突的虚拟机,记录物理硬件资源的使用历史。在虚拟机监控器为虚拟机分配硬件资源时CWI模型检查硬件的历史使用记录和请求资源虚拟机的标签判定是否允许该分配。根据上述两个模型本文设计了一种强制访问控制机制,Virt-BCMAC机制,并在虚拟机监控器Xen中实现了该机制。最后实验验证该机制对虚拟机监控器的性能影响非常小。本文的创新之处在于为虚拟机系统建立一套适用于多级安全环境的强制访问控制机制,它既可以细粒度的控制虚拟机之间的公开通信,又可以有效地阻止由硬件资源共享而引发隐蔽通道。