2 ka24 sistem operasi- 2ka24_sistem operasi- materi sistem file

Sistem Operasi Komputer Nur Yuliani
Sistem File BAB 5 edit.doc 1/19
SISTEM FILE
Pada proses penyimpanan dan pembacaan data bisa timbul masalah:
1. Kapasitas media penyimpanan tidak cukup (terbatas).
2. Ketika proses dihentikan, data hilang.
3. Kebutuhan mengakses data atau sebagiannya dalam waktu bersamaan.
Oleh karena itu diperlukan media penyimpanan yang :
1. Mampu menyimpan data yang besar.
2. Mampu menjaga data walaupun proses yang mengaksesnya dihentikan.
3. Proses yang bersamaan dapat mengakses data secara bersama-sama, tanpa ada yang terganggu.
Solusi untuk semua masalah tsb adalah dengan menyimpan data pada disk atau media lain dalam bentuk
unit-unit yang disebut FILE. Data yang disimpan dalam bentuk file harus tetap tidak berubah ketika proses
dibentuk atau dihentikan. File bisa hilang hanya ketika dihapus saja.
Sistem File adalah bagian sistem operasi yang menangani masalah file.
1. FILE
1.1 Penamaan File
File merupakan bentuk mekanisme abstrak. Karakteristik yang paling penting dari mekanisme abstrak
adalah cara pemberian nama suatu obyek. Ketika proses membuat suatu file, proses akan memberi
sebuah nama kepada file. Ketika proses selesai, file masih ada dan bisa diakses oleh proses lain dengan
menggunakan nama file tsb.
Semua sistem operasi menerima bentuk nama file yang terbuat dari 1 sampai 8 karakter. Tetapi ada
beberapa sistem operasi yang membedakan huruf besar dan huruf kecil, seperti UNIX. Contoh :
BARBARA, BARbara, BarBaRa ----> UNIX membedakannya
----> DOS menganggap sama
----> WINDOWS ???
----> LINUX ???
Kebanyakan sistem operasi mampu menangani dua bagian bentuk nama file yang dipisah dengan titik
(period), bagian yang terletak setelah tanda titik disebut extension, yang biasanya menggambarkan ciri
khusus dari file ybs. Contoh :
- DOS nama file ----> [1 sampai 8 karakter].[1 sampai 3]
- UNIX ----> [1 sampai ? karakter].[1 sampai ?].[....].[....] .....sampai ?
Beberapa extension file yang biasa ditemukan tampak pada tabel berikut :
Extension Artinya
*.bak File Backup
*.bas Program source Basic
*.bin Program executable binary
*.c Program source C
*.dat File Data
*.doc File Dokumentasi
*.ftn Program source Fortran
*.hlp File Teks untuk HELP command
*.lib Library dari file .obj yang digunakan linker
*.man Online manual page
*.obj File object
*.pas Program source Pascal
*.tex Teks masukan untuk format program TEX
*.txt File teks umum

Pada kasus khusus, extension ini hanya berupa Konvensi, seperti :
- data03.txt, menyatakan file dalam bentuk file teks.
- program05.c menyatakan file berupa file code bahasa C, C compiler hanya mengcompile extension
*.C.
1.2 Struktur File
Beberapa kemungkinan bentuk struktur file tampak pada gambar 1.
Gambar 1. Tiga macam file. (a) Urutan byte. (b) Urutan record. (c) Tree.
a. File dibentuk dari urutan byte yang tidak terstruktur.
Akibatnya : Sistem operasi tidak tahu apa yang ada didalamnya. DOS dan UNIX menerapkan bentuk
ini, LINUX ?, WINDOWS ?
Cara mengambil isi file dengan program.
b. File dibentuk dari urutan record dengan panjang yang sama dan struktur internal didalamnya.
Operasi read akan membaca satu record.
Operasi write akan overwrite/append satu record.
Cocok untuk sistem operasi yang menerapkan Punch Card, karena ukurannya tetap.
c. File dibentuk dari struktur organisasi tree record, ukuran record tidak harus sama, setiap record
mengandung field Key pada posisi yang sama. Tree record diurutkan berdasarkan Key nya.
Operasinya dengan melihat Key.
Banyak diterapkan pada sistem operasi Mainframe untuk pemrosesan data komersial.
1.3 Jenis File
UNIX dan DOS memiliki jenis file :
a. Regular File : jenis file yang mengandung informasi user. Contoh gambar 1.
b. Directory : file sistem yang mengatur struktur sistem file.
c. Character Special File : File yang berhubungan dengan peralatan I/O dan memodelkan peralatan
serial, seperti Terminal, Printer, NIC.
d. Block Special File : File yang digunakan untuk memodelkan disk.
Regular File bisa berbentuk ASCII maupun binary. Keuntungan bentuk ASCII adalah dapat ditampilkan
dan dicetak seperti apa adanya dan dapat diedit menggunakan editor yang biasa dipakai. File Binary
memiliki struktur internal sendiri.

Magic Number : menyatakan bahwa file berupa file executable.
Binary file dalam bentuk archive mengandung kumpulan library procedure (module) yang telah dicompile
tapi tidak dilink.
Seluruh sistem operasi paling tidak harus mengenal satu jenis file executable, miliknya sendiri. Bahkan
jika file source codenya diubah, mampu melakukan compile ulang secara otomatis. Contoh perintah
UNIX: make, berada didalam shellnya.
1.4 Pengaksesan File
Ada dua cara :
a. Sequential Access, proses dapat membaca seluruh byte/record dalam suatu file, mulai dari awal,
tidak boleh melompat atau keluar dari urutannya.
Cocok untuk file yang disimpan pada media Magnetic Tape.
b. Random Access, bisa membaca byte/record untuk berbagai macam urutan pengaksesan.
Cocok untuk file yang disimpan pada media Disk.
Jenis ini lebih sesuai untuk berbagai aplikasi, seperti sistem database airport.
Sistem operasi Mainframe lama banyak menggunakan kedua cara, karena memiliki dua bentuk media
penyimpanan tsb.
Sedangkan sistem operasi modern tidak membedakannya, otomatis semua file diakses secara acak
(Random access).
1.5 Atribut File
Jenis-jenis atribut file tampak pada gambar berikut.
Field Artinya
Protection Who can access the file and in what way
Password Password needed to access the file
Creator Id of person who created the file
Owner Current owner
Read Only flag 0 for read/write, 1 for read only
Hidden flag 0 for normal, 1 for do not display in listings
System flag 0 for normal file, 1 for system file
Archive 0 has been backed up, 1 for needs to be backed
up
ASCII/binary flag 0 for ASCII file, 1 for binary file
Random access flag 0 for sequential access only, 1 for random
access
Temporary flag 0 for normal, 1 for delete on process exit
Lock flag 0 for unlocked, nonzero for locked
Record length Number of bytes in a record
Key position Offset of the key within each record
Key length Number of bytes in the key field
Creation time Date and Time file was created
Time of last access Date and Time file was last accessed
Time of last change Date and Time file was last changed
Current size Number of bytes in the file
Maximum size Maximum size file may grow ro
1.6 Operasi File
Sistem Call yang biasa digunakan dalam hubungan dengan file :
a. Create : File dibuat dan tidak berisi data.
b. Delete : File dihapus karena tidak diperlukan lagi dan untuk memperbesar ruang disk sisa.
Beberapa sistem operasi akan menghapus file jika tidak digunakan dalam jangka waktu tertentu.

c. Open : Sebelum menggunakan file, file harus diOpen dulu. Open akan menjadikan sistem mengambil
atribut dan daftar alamat disk dan meletakkan didalam memori kerja agar diperoleh akses yang cepat.
d. Close : Jika akses file selesai, atribut dan alamat disk tidak diperlukan lagi, sehingga harus ditutup
dan untuk memperbesar ruang tabel daftar alamat disk internal.
e. Read : Data dibaca dari file. Sistem menentukan banyaknya data dan menyediakan buffer untuk
menampungnya.
f. Write : Data disimpan kedalam file. Jika posisi berada diakhir file, maka ukuran file bertambah. Jika
posisi ditengah, data yang ada akan ditimpa.
g. Append : Menambah data setelah data terakhir.
h. Seek : Mengatur posisi pointer saat itu menuju posisi yang ditentukan.
i. Get Attribute : Pada UNIX, program make perlu melihat atribut file, terutama waktu modifikasinya
yang terakhir.
j. Set Attribute : Mengubah status atribut file.
k. Rename : Merubah nama file.
1.7 Memory-Mapped File
Sistem operasi melakukan pemetaan file kedalam ruang alamat disk pada alamat virtual. Pemetaan ini
sangat cocok pada Segmentasi. Contoh pada gambar 3.
Gambar 3 (a) Proses segmentasi sebelum memetakan file ke ruang alamatnya. (b) Proses setelah
memetakan file abc ke satu segmen dan membuat segmen baru untuk file xyz.
Proses memiliki dua segmen, teks dan data. Proses melakukan sistem call COPY. Pertama, memetakan
file sumber (abc) ke sebuah segmen. Kemudian membuat segmen kosong dan memetakannya ke file
tujuan (xyz). Proses dapat mengcopy segmen sumber ke dalam segmen tujuan menggunakan loop copy
biasa, bukan Read dan Write.
Kelebihan Pemetaan File :
- Menghilangkan kebutuhan I/O sehingga mempermudah pemrograman.
Kekurangan Pemetaan File :
- Sistem sulit untuk mengetahui panjang sebenarnya dari file output (xyz).
- Hasil pemetaan belum tentu sama dari sumbernya, jika terjadi modifikasi sumber, outputnya belum
tentu dimodifikasi juga.
- Tidak bisa memetakan ukuran file yang lebih besar dari ukuran segmen.
2. DIRECTORY
Untuk menjaga agar file tetap pada jalurnya dan diketahui, maka sistem file menyediakan DIRECTORY.
2.1 Sistem Directory Hirarki

Diantara bentuk sistem directory tampak pada gambar 4
Gambar 4. Directory. (a) Atribut pada directory entry. (b) Atribut di tempat lain.
Ketika file diOpen, sistem operasi mencari directorynya sampai ditemukan nama file ybs, kemudian
mengekstrak atribut dan alamat disk langsung dari daftar directory atau dari struktur data yang
menunjukkannya, lalu meletakkan kedalam tabel didalam memory kerja.
Bentuk disain sistem file tampak pada gambar 5.
Gambar 5. Tiga disain sistem file. (a) Satu directory dipakai bersama oleh semua user. (b) Satu directory
per user. (c) Sembarang tree per user. Huruf-huruf menyatakan pemilik directory atau file.
2.2 Nama Path
Penamaan Path ada dua cara :
a. Absolute Path Name : mengandung path dari directory root sampai file.
Selalu dimulai dari Root dan bersifat Unik.
Di UNIX, directory dipisah dengan tanda /, DOS dengan . Jika karakter pertama dari nama path
dimulai dengan tanda tsb, maka path termasuk jenis absolut ini.
Contoh : /usr/ast/mailbox
root directory mengandung subdirectory usr,

dimana didalamnya ada subdirectory ast,
dimana didalamnya lagi ada subdirectory mailbox.
b. Relative Path Name : Untuk seluruh kasus path yang tidak dimulai dari root, diambil secara relatif ke
directory kerja (working directory/current directory).
Contoh : Directory kerja /usr/ast, file yang mempunyai path absolut /usr/ast/mailbox dapat diwakili
dengan mailbox saja. Seperti perintah :
cp /usr/ast/mailbox /usr/ast/mailbox.bak
dan
cp mailbox mailbox.bak
adalah perintah UNIX yang menghasilkan efek yang sama.
Kebanyakan sistem operasi mempunyai dua directory khusus, "." dan "..", dot dan dotdot. Dot
menunjukkan directory saat itu dan Dotdot menunjukkan parent directory. Contoh gambar 6
Gambar 6. UNIX directory tree
Directory kerja /usr/ast, copy file /usr/lib/dictionary ke directorynya sendiri dengan :
cp ../lib/dictionary .
2.3 Operasi Directory
Beberapa operasi directory :
a. Create, membuat directory yang kosong kecuali dot dan dotdot yang otomatis dimasukkan oleh
sistem.
b. Delete, menghapus directory, Hanya directory yang kosong yang dapat dihapus.
c. OpenDir, Mendaftar seluruh file yang ada di directory ybs.
d. CloseDir, Setelah selesai membaca directory, maka harus ditutup untuk memperbesar ruang tabel
internal.
e. ReadDir, Menghasilkan daftar directory pada directory yang sedang dibuka.
f. Rename, Mengubah nama directory.
g. Link, Cara agar file dapat muncul dibeberapa lokasi directory.
h. UnLink, Menghilangkan Link.

3. IMPLEMENTASI SISTEM FILE
Menjelaskan cara file dan directory disimpan, ruang disk diatur dan membuat segalanya efisien dan
reliable.
3.1 Mengimplementasikan File
Kunci masalah implementasi penyimpanan file adalah selalu mengetahui perubahan blok disk akibat ada
tidaknya file.
a. Contiguous Allocation
Ini merupakan alokasi paling sederhana dengan menyimpan setiap file kedalam blok data yang
berurutan didalam disk.
Kelebihannya :
- Mudah implementasinya, karena untuk mengetahui letak blok file hanya cukup mengingat satu
nomor, blok yang pertama saja.
- Kinerjanya sangat bagus, karena seluruh file dapat dibaca dari disk dalam satu operasi saja.
Kekurangannya :
- Tidak bisa dialokasikan jika ukuran maksimum file tidak diketahui.
- Mudah terjadi fragmentasi, sisa blok yang tidak digunakan.
b. Linked List Allocation
Menyimpan file dalam skema Linked List, seperti tampak pada gambar 7.
Gambar 7. Menyimpan file sebagai linked list dari blok-blok disk.
Kelebihannya :
- Seluruh blok dapat dipakai, tidak terjadi fragmentasi.
Kekurangannya :
- Pengaksesan file secara acak akan lambat.
- Kebutuhan ukuran blok data meningkat karena pointer juga memerlukan beberapa byte.
c. Linked List Allocation menggunakan Indeks
Caranya sama seperti point b tetapi menambahkan tabel berindeks kedalam memory, seperti pada
gambar 8 berikut.

Gambar 8. Alokasi linked list dengan menggunakan tabel di main memory.
File A menggunakan blok 4,7,2,10 dan 12. Sedangkan file B menggunakan 6,3,11 dan 14.
DOS menggunakan metode alokasi ini.
Kelebihannya :
- Pengaksesan file secara acak akan lebih cepat.
Kekurangannya :
- Seluruh tabel harus selalu ada didalam memory, sehingga mengurangi kapasitas memory.
d. I-node
alokasi file dengan menerapkan tabel yang berukuran kecil yang disebut i-node (index-node) yang
mendaftar atribut dan alamat disk dari blok file. Tampak pada gambar 9.
Gambar 9. I-node.
Untuk file-file yang berukuran besar, dipetakan ke blok yang disebut Single Indirect Block (SIB)
yang mengandung alamat disk tambahan. Jika masih tidak cukup maka alamat lain dipetakan ke

Double Indirect Block (DIB) yang mengandung alamat blok yang mendaftar SIB. Setiap SIB
menunjuk ke beberapa ratus blok data. Jika ternyata masih kurang lagi, Triple Indirect Block (TIB)
bisa digunakan.
- UNIX menggunakan metode alokasi ini.
- WINDOWS ???
- OS/2 ???
3.2 Mengimplementasikan Directory
a. Directory pada sistem CP/M
Sistem ini hanya memiliki satu directory saja, sehingga semua file harus dicari dan dilihat dari
directory ini. Tampak pada gambar 10.
Gambar 10. Directory yang berisi nomer blok disk untuk setiap file.
- User code digunakan untuk mengetahui nama pemilik file ybs.
- Extent akan diperlukan bila ukuran file lebih besar dari 16 blok, sehingga memerlukan beberapa
directory. Extent berisi nomor urut.
- Block Count menunjukkan jumlah blok yang digunakan dari 16 blok yang disediakan.
- 16 bit terakhir berisi nomor blok disk.
b. Directory pada DOS
Sistem DOS menggunakan directory seperti tampak pada gambar 11.
.
Gambar 11. Entry directory MS-DOS.
Panjangnya 32 bit yang terdiri dari nama, atribut, jam, tanggal, first block number (FBN) dan ukuran.
FBN digunakan sebagai indeks tabel seperti pada gambar 11.
c. Directory pada UNIX
Sistem UNIX menggunakan struktur directory seperti tampak pada gambar 12.
Gambar 12. Entry directory UNIX.
Informasi tentang jenis, ukuran, waktu, kepemilikan, dan blok disk disimpan didalam i-node.

Contohnya :
Cara sistem mencari file jika diberikan path /usr/ast/mbox
Gambar 13. Langkah-langkah pencarian /usr/ast/ast/mbox.
dengan urutan :
- sistem meletakkan posisinya pada root.
- Permasalahan pada Symbolic Linking diperlukannya overhead. File yang mengandung path harus
dibaca, path harus diparse dan diikuti setiap komponen per komponen, sampai i-node dicapai.
Sehingga symbolic link memerlukan i-node tambahan.
- Symbolic Linking menjadikan file memiliki lebih dari satu path. Operasi copy juga akan melaksanakan
lebih dari satu kali.
Kelebihannya :
- dapat digunakan untuk menghubungkan file-file diseluruh mesin di dunia ini.
3.4 Pengaturan Ruang Disk
Dua cara umum menyimpan file n byte :
1. Mengalokasikan ruang disk sebanyak n byte secara berurutan.
2. Memisah file menjadi sejumlah blok yang tidak harus berkesinambungan.
Ukuran Blok
Ukuran blok berhubungan erat dengan kecepatan pembacaan/penyimpanan file dan pemakaian ruang
disk.
Contoh :
Gambar 16. Kurva yg solid (skala kiri) menggambarkan data rate disk. Garis terputus (skala kanan)
menyatakan efisiensi ruang disk. Semua file berukuran 1K.
Cara mengetahui Blok yang Bebas
Dua cara yang banyak digunakan adalah tampak pada gambar 17.

Gambar 17. (a) Daftar blok bebas pada linked list. (b) Bit Map.
a. Menggunakan Linked List, setiap blok menahan/memegang sejumlah blok bebas yang cocok
dengannya.
b. Bit Map. Blok bebas dinyatakan dengan 1, sedangkan blok yang telah dialokasi data dinyatakan
dengan 0.
Kuota Disk
Tujuan : mencegah user agar tidak menggunakan ruang disk terlalu banyak, melampaui batas.
Proses jalannya kuota ditampilkan pada gambar 18.
Gambar 18. Kuota dicatat per user pada tabel kuota.
Terdapat dua tabel yang terletak didalam memory.
- Tabel pertama mendaftar atribut dan alamat disk file yang dibuka. Setiap perubahan ukuran file akan
dikenakan pada kuota user yang menggunakannya.
- Tabel kedua berisi record kuota untuk setiap user dengan file yang sedang dibuka.
Ketika user log in, sistem operasi akan mengecek kuota file yang digunakannya, apakah melampaui batas
jumlah file atau jumlah blok disk.

3.5 Reliabilitas Sistem File
Jika terjadi masalah terhadap sistem file, baik akibat bencana atau rusaknya software dan hardware
komputer, maka diperlukan cara penaggulangannya.
a. Pengaturan Blok Rusak (Bad Block)
- Cara Hardware, menyiapkan blok cadangan. Bila sistem menemukan blok yang rusak, data akan
dipetakan kelokasi blok cadangan.
- Cara Software, menghapus blok yang rusak sehingga dianggap tidak ada. Pembacaan dan
penyimpanan file ke blok rusak tidak akan terjadi, karena dianggap tidak ada blok tsb.
b. Backup
- Untuk ukuran kecil, floppy, dilakukan dengan copy.
- Untuk ukuran besar, akan memerlukan waktu, sehingga perlu strategi seperti pada gambar 19.
Gambar 19. Mem-backup setiap drive pada drive yang lainnya menyia-nyiakan setengah media
penyimpanan.
- melakukan incremental dumping setiap waktu.
- DOS menerapkan sebuah atribut yang disebut Archive Bit. Jika sistem file ybs dibackup, maka
archive bit dihapus (clear), tetapi bila file sedang diubah, archive bit diset secara otomatis.
c. Konsistensi Sistem File
Jika sistem crash dan seluruh file yang diedit belum sempat disimpan, maka sistem file berada dalam
kondisi tidak konsisten.
Solusinya :
- Sistem komputer melengkapi program utility untuk mengecek konsistensi sistem file ketika diboot,
terutama setelah terjadinya crash.
Metode pengecekan konsistensi ini :
- Block, Program membuat dua counter untuk setiap blok :
- counter pertama mencatat berapa kali blok berada didalam file
- counter kedua merekam seberapa sering blok berada di daftar yang bebas (free list table).
- Cara ini tampak pada gambar 20.

Gambar 20. Status sistem file. (a) Konsisten. (b) Missing block. (c) Duplikasi blok pada daftar bebas.
(d) Duplikasi blok data.
a. Bentuk konsisten
b. Blok 2 tidak muncul pada kedua tabel, dinamakan Missing Block.
c. Block 4 muncul dua kali didalam daftar blok bebas (free list).
d. Blok data yang sama muncul dalam dua atau lebih file, pada blok 5.
3.6 Kinerja Sistem File
Pengaksesan ke disk jauh lebih lambat dibanding ke memory. Cara menanggulangi dengan menerapkan
metode Block Cache atau Buffer Cache.
Cara ini tidak dimaksudkan untuk menjaga data menetap lama didalamnya sebelum disimpan ke disk.
Contoh :
Ingin menulis skripsi, akan lebih cepat diakses bila diletakkan di buffer, tetapi ukuran bukunya
sangat besar. Jika crash, semua yang diketik belum sempat disimpan.... ?? :((
Solusi :
- System Call SYNC, diterapkan oleh UNIX. Sistem menjalankan UPDATE (menyimpan blok yang
diubah kedalam disk) setiap 30 detik dengan proses background.
Tidak cocok bila data disimpan di disket, apalagi berganti-ganti disket. Memang UNIX semula
dirancang menggunakan media disk.
- Write-Through Cache, diterapkan oleh DOS, menyimpan blok kedalam disk segera setelah ada
perubahan.
Cukup fleksibel menggunakan disket.
- Meletakkan blok pada posisi yang berdekatan ketika diakses, sehingga mempercepat pembacaan.
Gambar 21.

a. i-node diletakkan diawal disk, rata-rata jarak antara i-node dengan bloknya sekitar setengah
jumlah cylinder, yang memerlukan pencarian yang lama.
b. i-node diletakkan ditengah disk, akan mengurangi rata-rata pencarian antara i-node dengan
bloknya setengah kali.
Cara lain, membagi disk kedalam kelompok cylinder, setiap kelompok mempunyai i-node, blok
dan daftar bebas sendiri.
4. PENGAMANAN
4.1 Seputar Pengamanan (security)
Istilah "security" dan "protection"
Security ditujukan untuk keseluruhan masalah sedangkan Protection merupakan mekanisme
tertentu dari sistem operasi yang digunakan untuk menjaga informasi didalam komputer.
Beberapa hal yang menyebabkan data hilang :
1. Bencana alam
2. Kesalahan Hardware atau Software
3. Kesalahan Manusia dalam menggunakan data.
Ketiga hal diatas biasanya dapat diatasi dengan Backup.
Masalah penting lainnya yaitu INTRUDER, dibagi dua :
1. Intruder Pasif, hanya melihat file yang sebenarnya bukan haknya.
2. Intruder Aktif, tidak sekedar membaca, tetapi juga merubah (merusak) data.
Jenis perilaku intruder :
1. Iseng-iseng/coba sambil lalu saja. Biasa terjadi pada data yang bisa diakses semua user.
2. Snooping dari dalam. Seseorang yang masuk kedalam sistem jaringan komputer berusaha
menembus pengamanan.
3. Berusaha cari keuntungan. Programer bank mencoba untuk mencuri uang.
4. Spionase/Militer. Biasanya berhubungan dengan politik.
Aspek lain dalam pengamanan adalah PRIVACY : menjaga seseorang dari penyalahgunaan data
miliknya.
4.2 Beberapa Pengamanan Terkenal Yang Gagal/Rusak
Cara masuk ke UNIX tanpa melalui sistem pengamanannya dengan menghubungkan sebuah file yang
disebut core di directory kerja menuju file password. User dapat mengubah file password.
Contoh pengamanan jelek yang tidak begitu kelihatan :
mkdir foo
Untuk sistem yang lambat, kadang-kadang user dapat dengan cepat menghapus i-node directory dan
membuat link ke file password menggunakan nama foo setelah MKNOD dan sebelum CHOWN. Setelah
CHOWN dijalankan sistem, maka mkdir tsb menjadikan user sebagai owner (pemilik) file password.
Cara mencuri file orang lain. Mencari source code editor yang banyak digunakan orang lain, lalu
dimodifikasi. Hasil modifikasi diletakkan di directory yang banyak orang akan mengaksesnya, seperti /bin.
Perubahan proses editor dapat digunakan untuk mencari hal-hal yang diinginkan.
Ide merubah program untuk melakukan hal yang tidak berkenan dan merugikan orang lain dikenal
sebagai Serangan Kuda Troya (Trojan Horse Attack).
4.3 Internet Worm
Tanggal 2 Nopember 1988, Cornell meluncurkan program worm ke internet. Akibatnya ribuan komputer
mati, baik di universitas, perusahaan, laboratorium di seluruh dunia sebelum program worm tsb dapat
diketahui dan dihilangkan.
Secara teknis, program worm mengandung dua program :
Bootstrap dan Worm, yang terdiri dari 99 baris bahasa c, yaitu ll.c. Program ini dicompile dan dijalankan
oleh sistem yang diserang. Ketika berjalan, program ini dihubungkan ke mesin dari mesin datangnya
program ini, mengupload worm utama dan menjalankannya. Kemudian worm melihat tabel routing untuk

mencari mesin-mesin lain yang terhubung pada mesin tersebut, kemudian menyebarkannya dan
membootstrap mesin-mesin itu.
Ada tiga cara dalam menginfeksi mesin lain :
a. Mencoba menjalankan remote shell dengan perintah rsh. Jika berhasil remote shell akan mengupload
program worm dan melanjutkan untuk mencari mesin yang lain.
b. Menggunakan program yang ada di sistem BSD yang dikenal dengan finger, setiap orang di dunia
bisa menjalankan :
finger [nama@lokasi]
untuk menampilkan informasi tentang seseorang ybs.
Setiap sistem BSD akan selalu menjalankan (background process) yaitu finger daemon yang
menjawab query dari seluruh hubungan internet didunia. Program Worm memanggil finger dengan
536 byte string sebagai parameter. String yang panjang ini menjadikan buffer daemon overflow dan
menimpa isi stacknya. Karena overflow ini, daemon mengecek dan ketika ingin kembali ke procedure
utamanya, diberi request supaya belok ke procedure 536 byte yang ada didalam stack. Procedure ini
mencoba untuk menjalankan /bin/sh. Jika berhasil, mesin tsb telah terjangkit worm.
c. Didalam sendmail ada bug, yang mengijinkan worm untuk mengirimkan mail berisi copy bootstrap
dan menjalankannya.
4.4 Serangan Pengamanan Umum
Ketika merancang sistem, harus dapat mengantisipasi bentuk serangan sbb :
1. Permintaan page memory, ruang disk atau tape dan sekedar membaca isinya. Banyak sistem yang
tidak menghapus dulu lokasi yang akan digunakan, kadang-kadang masih berisi informasi yang
dipakai oleh proses sebelumnya.
2. Mencoba System Call yang tidak benar atau System Call yang benar tetapi dengan parameter yang
salah.
3. Mencoba Login tetapi segera setelah itu menekan tombol yang dapat menghentikan proses, seperti
DEL, RUBOUT atau BREAK supaya tidak menjalankan rutin password.
4. Mencoba merubah struktur sistem operasi dan menyimpan di ruang disk user.
5. Spoof user lain dengan membuat tulisan "login :" di layar.
6. Mencari informasi yang tidak boleh dilakukan pada manual book, lalu mencobanya dengan berbagai
variasi.
7. Trapdoor, meyakinkan programer untuk melewati pengecekan login/password untuk setiap user
menggunakan nama loginnya.
8. Menggunakan kelemahan sifat manusia yang memegang kendali sistem administrasi, seperti
sekretaris SysAdm.
Virus
Virus adalah suatu penggalan program yang menempel program sebenarnya dengan maksud
menjangkitkan dirinya ke program lain.
4.5 Prinsip-Prinsip Disain Pengamanan
Prinsip-prinsip umum yang digunakan untuk merancang sistem pengamanan adalah :
1. Disain sistem harus bersifat public
2. Nilai default harus tidak boleh diakses.
3. Mengecek otoritas saat itu (current authority).
4. Memberikan setiap proses kemampuan akses sesedikit mungkin.
5. Mekanisme proteksi harus sederhana, uniform dan built in ke lapisan terbawah dari sistem.
6. Skema pengamanan harus dapat diterima secara psikologis.
4.6 User Authentication
Masalah yang berhubungan dengan identifikasi user ketika login disebut user authentication. Ini
mencakup sesuatu yang diketahui, yang dimiliki dan yang digunakan oleh user.
Password
Bentuk autentikasi yang paling banyak digunakan adalah PASSWORD. Ketika digunakan, password
dalam bentuk terenkripsi.
Autentikasi password mudah untuk dipecahkan.
Buktinya :

Morris dan thompson (1979) meneliti password pada sistem UNIX, dengan mengcompile daftar
mirip password : nama depan, nama belakang, nama jalan, nama kota, kata dari kamus, nomor
plat mobil dan string pendek dari huruf acak. Kemudian mengenkripsi menggunakan algoritma
enkripsi password dan mengecek apakah ada password yang terenkripsi sama dengan daftar
yang dibuatnya.
Hasilnya menunjukkan bahwa lebih dari 86 % password cocok dengan daftarnya.
Cara sistem menanggulangi password yang mudah dipecahkan dengan :
- Memberikan peringatan ketika pembuatan password berlangsung, seperti peringatan ketika nama dan
passwordnya bernilai sama.
- Kadangkala sistem operasi mengharuskan untuk mengganti password dalam jangka waktu tertentu.
- Tidak menampakkan tulisan aslinya ketika proses pemasukan password.
- Tidak menyimpan password asli, tetapi dalam bentuk terenkripsi.
- Menerapkan suatu pertanyaan dan menyimpan pertanyaan dan jawabannya, sementara
passwordnya hanya diingat oleh user.
- Challenge-response, menerapkan algoritma tertentu. Contohnya penggunaan "pangkat-2". Komputer
bertanya kepada user ketika login. Argumen komputer 7, maka user user bisa masuk kedalam sistem
jika menjawab 49. Algoritma dapat diatur berubah setiap pagi, siang, malam atau beda hari atau beda
minggu atau beda mesin dll.
Identifikasi Fisik
Ada beberapa contoh :
- Cara fisik berupa kartu plastik dengan pita magnetik. Bentuk fisik ini dapat digabung bersama
password sehingga user berhasil login jika mempunyai kartu dan mengetahui password.
- Fingerprint (sidik jari) atau voiceprint (sidik suara) dengan metode direct visual recognition.
- Signature Analysis. User membuat tanda tangan dengan pen pada terminal komputer.
- Analisis Panjang jari. User memasukkan tangan kedalam alat lalu panjang jari dibaca serta
dicocokkan dengan database didalam sistem.
- Untuk kasus pengamanan yang extra ketat :
- Ada tulisan "Untuk masuk, silakan berikan contoh anda disini", user diwajibkan memberikan urine
lalu dicek dengan metode urinalysis.
- Spectrographic analysis, dengan cara user menekan jarinya diatas benda tajam, agar diperoleh
darahnya. Kemudian darahnya dianalisis, sesuai dengan data atau tidak.
5. MEKANISME PROTEKSI
5.1 Domain Proteksi
Sistem komputer mengandung berbagai object yang perlu diproteksi. Object ini dapat berupa hardware,
dan software.
Domain adalah himpunan pasangan dari (object,right). Sedangkan Right dalam hal ini adalah
kemampuan untuk membentuk suatu operasi.
Misalkan, ada 3 Domain dengan jenis Right [Read,Write,eXecute]. Printer1 berada pada dua domain
dengan satu jenis right, tapi sebenarnya bisa juga berada didua domain dengan jenis right yang berbeda.
Pada sistem UNIX, Domain suatu proses didefinisikan oleh UID dan GID. Dengan kombinasi UID dan
GID, akan dapat membuat daftar seluruh object untuk diakses, baik Read, Write maupun eXecute. Setiap
proses di UNIX memiliki dua bagian : bagian user dan bagian kernel. Ketika suatu proses mengerjakan
sistem call, proses akan berpindah dari bagian user ke bagian kernel. Kernel dapat mengakses object
yang berbeda dari object yang diakses oleh user.
Bagaimana caranya sistem mengetahui object tertentu dimiliki oleh domain tertentu ?

DOMAIN O B J E C T
File1 File2 File3 File4 File5 File6 Printer
1
Plotter
2
1 Read
Read
Write
2 Read
Read
Write
Execute
Read
Write Write
3
Read
Write
Execute
Write Write
Gambar 22. Matriks proteksi.
Kemudian 3 domain sebagai object pada Tabel berikut.
DOMAIN O B J E C T
File1 File2 File3 File4 File5 File6 Printer1 Plotter
2
Domain
1
Domain
2
Domain
3
1 Read
Read
Write Enter
2 Read
Read
Write
Execute
Read
Write Write
3
Read
Write
Execute
Write Write
Gambar 23. Matriks proteksi.dengan domain sebagai object.
Proses pada domain 1 bisa berpindah ke domain 2 tetapi jika telah pindah tidak dapat kembali ke domain
semula. Cara ini sama dengan menjalankan SETUID di UNIX.
5.2 Daftar Kendali Akses
Contoh pada gambar 4-30 akan memakan ruang disk. Cara mengatasinya dengan :
Menyimpan berdasarkan Kolom. Cara ini mengandung apa yang menunjukkan setiap object daftar yang
urut yang mengandung semua domain yang dapat mengakses object, dan caranya. Daftar ini disebut
Access Control List (ACL).
Sistem UNIX, menyediakan 3 bit, rwx, per file untuk pemilik (owner), grup pemilik (owner's group), dan
lainnya (others). Skema ini berupa ACL tetapi dimampatkan menjadi 9 bit saja dan menggambarkan
object yang menyatakan siapa yang dapat mengakses dan caranya bagaimana.
Contoh :
rwxr--r-- /usr/ast/mail
5.3 Kemampuan (Capability)
Cara membagi berdasarkan Baris, dari gambar 23.
Setiap proses yang ditunjuk merupakan suatu daftar object yang bisa diakses, selama bisa diakses
berdasarkan operasi yang diperbolehkan didalam domainnya, Daftar ini disebut Capability List (C-List)
dan setiap item didalamnya disebut Capability.
Lihat Tabel berikut.
Type Rights Object
0 File R - - Pointer to File3
1 File RWX Pointer to File4
2 File RW - Pointer to File5
3 Printer - W - Pointer to Printer1

Daftar Kemampuan (capability List) untuk domain 2 dari gambar 22.
C-List harus dijaga dari user yang ingin merusaknya dengan metode :
1. Tagged Architecture, rancangan hardware dimana setiap word memory mempunyai bit tambahan
(tag) yang memberitahukan bahwa word mengandung Capability atau tidak.
2. Menjaga C-List tetap berada didalam sistem operasi.
3. Menempatkan C-List di ruang disk user, tetapi mengenkripsi setiap capability dengan kunci rahasia
yang tidak diketahui oleh user.
Capability biasanya mempunyai Generic Right yang dapat digunakan untuk semua object, contoh :
- Copy capability : membuat capability baru untuk object sama.
- Copy object : membuat duplikat object dengan capability baru.
- Remove capability : menghapus masukan dari C-List, object tidak terpengaruh.
- Destroy object : menghilangkan object dan capability secara permanen.
Beberapa sistem capability diatur sebagai kumpulan modul, dengan Type Manager Module (TMM) untuk
setiap jenis object. Kadang cara ini menimbulkan masalah karena TMM hanya sebuah program,
pemiliknya dapat membentuk hanya beberapa operasi saja pada file dan tidak bisa mencapai
representasi internal (misalnya i-node).
Solusinya Hydra dengan teknik Right Amplification. TMM diberi kerangka right yang lebih kepada object
daripada capability.
Masalah lain pada sistem capability adalah sulitnya menghilangkan akses ke object.
Solusinya dengan Skema uang digunakan didalam Amoeba. Setiap object mengandung angka acak yang
panjang, yang juga ada di capability. Ketika capability digunakan, kedua angka tsb dibandingkan. Operasi
boleh dijalankan bila kedua angkanya sama.
5.4 Model Proteksi
Harrison membentuk 6 operasi primitif pada matriks proteksi, yaitu :
Create Object, Delete Object, Create Domain, Delete Domain, Insert Right dan Remove Right.
Keenam operasi tsb dikombinasikan kedalam Protection Command, yaitu perintah-perintah proteksi
dimana program user dapat menjalankannya untuk merubah matriks.
Matriks menentukan apakah suatu proses didalam domain yang dapat melakukan sesuatu, bukan apakah
suatu proses diberi kemampuan untuk melakukan sesuatu.
Contoh sederhana pada tabel di bawah ini.
Object Object
Compiler MailBox7 Secret Compiler MailBox7 Secret
Eric Read
Execute
Eric Read
Execute
Henry Read
Execute
Read
Write
Henry Read
Execute
Read
Write
Robert Read
Execute
Read
Write
Robert Read
Execute
Read Read
Write
(a) (b)
a. Dimaksudkan untuk kebijakan proteksi.
Henry bisa membaca dan menyimpan mailbox7, Robert bisa membaca dan menyimpan secret, ketiga
user bisa membaca dan menjalankan compiler.
Karena Robert sangat cerdas, dan bisa menemukan cara untuk menjalankan perintah sehingga
matriks berubah jadi :

b. Robert bisa juga mengakses mailbox7, yang sebenarnya dia tidak diberi hak. Jika Henry mencoba
untuk membacanya (Read), sistem operasi akan menolak permintaan aksesnya karena sistem
operasi tidak tahu bahwa kondisi matriks tsb tidak diautorisasi.
5.5 Covert Channel
Model yang ada diatas ternyata sia-sia belaka. Buktinya ? Lampson (1973).
Model Lampson mencakup 3 proses yang dapat diterapkan untuk sistem timesharing :
Proses pertama adalah Client, yang menginginkan proses kedua (yaitu Server) untuk membentuk suatu
pekerjaan. Client dan Server tidak saling percaya. Proses ketiga yaitu Collaborator, yang bekerja sama
dengan server untuk mencuri data rahasia Client. Biasanya Server dan Collaborator dimiliki oleh orang
yang sama.
Tujuan yang ingin dicapai adalah "Tidak Mungkin" Server bisa membocorkan informasi Collaborator yang
secara sah diterima dari Client. Lampson menyebut hal ini sebagai Confinement Problem.
Dengan matriks proteksi, dapat dijamin bahwa Server tidak bisa berkomunikasi dengan Collaborator
dengan cara menulis kedalam suatu file dimana Collaborator mempunyai hak akses read. Juga bisa
dijamin bahwa Server tidak bisa berkomunikasi dengan Collaborator menggunakan mekanisme
komunikasi antar proses.
Sayangnya, channel komunikasi yang tersamar bisa ada, seperti Server bisa berkomunikasi dengan
deretan bit biner. Untuk mengirimkan bit 1, Server melakukan perhitungan (menyibukkan diri) selama
selang waktu tertentu. Untuk mengirimkan bit 0, Server tidak melakukan apa-apa (sleep) dalam selang
waktu yang sama. Collaborator bisa mendeteksi aliran bit tsb dengan memonitor respon waktunya.
Channel komunikasi ini dikenal sebagai Covert Channel.
Covert Channel merupakan channel yang penuh dengan noise, mengandung banyak informasi
tambahan, tetapi informasi sebenarnya dapat diperoleh dengan menggunakan Error Correction Code
(seperti Hamming Code).

2 ka24 sistem operasi- 2ka24_sistem operasi- materi sistem file

More Related Content

What's hot (16)

Viewers also liked (12)

Similar to 2 ka24 sistem operasi- 2ka24_sistem operasi- materi sistem file (20)

More from Alvin Setiawan (20)

Recently uploaded (20)

2 ka24 sistem operasi- 2ka24_sistem operasi- materi sistem file