Was ist Prozessisolation?
Prozessisolation in der Computerprogrammierung ist die Trennung verschiedener Softwareprozesse, um zu verhindern, dass sie auf Speicherplatz zugreifen, den sie nicht besitzen. Das Konzept der Prozessisolation trägt zur Verbesserung der Sicherheit des Betriebssystems bei, indem bestimmte Programme unterschiedliche Berechtigungen erhalten und der für diese Programme verfügbare Speicher eingeschränkt wird. Obwohl es viele Implementierungen der Prozessisolierung gibt, wird sie häufig in Webbrowsern verwendet, um mehrere Registerkarten voneinander zu trennen und den Kernbrowser selbst zu schützen, falls ein Prozess ausfällt. Es kann hardwarebasiert oder softwarebasiert sein, aber beide dienen dem gleichen Zweck, den Zugriff auf Systemressourcen zu beschränken und Programme für ihren eigenen virtuellen Adressraum isoliert zu halten.
Die grundlegende Funktionsweise der Prozessisolation besteht darin, einem Prozess oder Programm einen klar definierten virtuellen Adressraum zuzuweisen. Dieser Bereich enthält das Programm und alle zugehörigen Daten. Benötigt der Prozess mehr Speicherplatz, wird er vom Betriebssystem angefordert und, falls verfügbar, zugewiesen. Auf diese Weise kann das Betriebssystem verhindern, dass zwei Prozesse versehentlich oder absichtlich auf den Speicher des anderen zugreifen.
Ein weiterer Zweck der Prozessisolierung besteht darin, die Ausführung von Programmen zu ermöglichen und gleichzeitig sicherzustellen, dass sie sich nicht auf wichtige Systeme auswirken. Es kann verhindern, dass ein Programm versucht, auf wichtige Bereiche des Betriebssystems zuzugreifen und diese zu ändern oder auf andere Weise zu ändern. Auf diese Weise kann ein Programm im Falle eines Problems beendet werden, ohne dass das größere Betriebssystem ebenfalls heruntergefahren wird.
Es gibt verschiedene Varianten der Isolation. Eine besteht darin, den Prozessen Berechtigungen zuzuweisen, damit sie auf bestimmte Ressourcen in einem System zugreifen können, während andere weiterhin geschützt werden. Dies wird häufig durchgeführt, um einem Programm die Verwendung eines Internet-Sockets oder -Druckers zu ermöglichen, während der Zugriff auf ein Festplattenlaufwerk oder Dateisystem verhindert wird.
Es gibt auch Situationen, in denen bestimmte Schritte unternommen werden können, damit verschiedene Prozesse sicher miteinander kommunizieren können, sie jedoch weiterhin unabhängig voneinander bleiben. Durch Mechanismen wie IPC (Inter-Process Communication) und Shared Memory können Prozesse Informationen austauschen, bleiben aber auf ihren eigenen Speicherbereich beschränkt. Diese Funktionalität ist wichtig, wenn ein Prozess Informationen von verschiedenen Verwaltungsprozessen des Betriebssystems benötigt.
Die Prozessisolierung ist eine wichtige Software- und Hardwarefunktion, die dazu beiträgt, mehrere Technologien zu ermöglichen. Die Server virtueller Maschinen arbeiten mit einer fortschrittlichen Form der Prozessisolierung, die sowohl auf der Hardware- als auch auf der Softwareverwaltung basiert. Die sichere Ausführung von Applets oder anderen Skripts von Websites hängt davon ab, dass ein Prozess von wichtigen Systemressourcen isoliert ist. Mobile Geräte und eingebettete Systeme verwenden die Prozessisolierung, damit die Kernhardware trotz fehlerhafter oder bösartiger Software sicher bleibt.