评估Vista内核模式的安全性

Windows Vista与之前的MS Windows版本(包括Windows XP SP2)相比增加了很多的安全性。Vista新安全性的特征可以包括以下几个方面：

　　[1]驱动签名

　　[2]PatchGuard

　　[3]内核模式代码完整性检查

　　[4]可选择支持使用TPM芯片的安全启动

　　[5]限制用户模式访问\Device\PhysicalMemory

　　上述的这些功能使得Vista64位版本与Linux或MacOS相比更具备安全性。该文档的主要贡献在：(1)通过拟向工程较全面的分析内核模式的安全组件；(2)评估可能存在的内核模式攻击。

　　A、What’s Covered

　　该文档检查新的安全特性，通过这些安全特性来阻止恶意代码危及内核。由于这些特性都仅存在于64位的Windows Vista系统内，因此该文档的关注点在Vista64位版本。

　　B、What’s Not Covered

　　该文档没有分析PatchGuard的执行，针对PatchGuard的分析在前期已经有Skape和Skywing[6]进行了较全面的分析，值得注意的是PatchGuard发展到目前已经有所改变(在skape与skywing分析完后)。仅当下面章节对PatchGuard进行攻击评估时才会讨论这些问题。针对Vista用户模式的安全性评估在前面已经有所讨论。

　　C、必要条件

　　由于无法访问Windows Vista的源代码，我们通过debugger(调试器)、disassembler(反编译)、hex editor(16进制编辑器，例如UE)学习了Windows Vista Community Technical Preview (CTP) Build 5365版本。如果读者不熟悉X86体系架构和汇编语言的知识，推荐大家一本不错的关于X86汇编语言的在线图书[8]。另外，在看该文档前你需要熟悉一些Windows系统架构的知识，推荐大家阅读[9]，该书讲解了Windows系统架构的知识，同时这本书的一些知识同样可以应用到Vista系统上。在该文档公布时Vista系统还在测试阶段，但Vista在后来版本的安全性方面又做了一些改动。我们希望Vista在最终的发布版本上有更多的改变，同时我们也计划继续对未来的Vista版本的内核改动进行研究。

　　Windows Vista Boot 管理

　　Windows Vista支持从PC/AT BIOS和Intel新的EFI(可扩展固件接口)启动。我们的分析过程忽略了EFI部分。在本章节的最后部分，引用了bootmgr入口点的开始指令(DllMail为EFI的入口点指令，offset 0为PC/AT的入口点指令)这个过程从Vista启动管理器开始，定位%SystemDrive%\bootmgr 文件 (for PC/AT legacy BIOS)或%SystemDrive%\Boot\EFI\bootmgr.efi (for EFI BIOS)。Vista Boot Manager是启动Vista的必须环节，但也适用于启动Windows Vista之前的Windows版本。

　　Vista Boot Manager首先调用InitializeLibrary，然后依次调用BlpArchInitialize (GDT, IDT, etc.), BlMmInitialize (memory management), BlpFwInitialize (firmware=固件?), BlpTpmInitialize (TPM), BlpIoInitialize (file systems), BlpPltInitialize (PCI configuration), BlBdInitialize (debugging), BlDisplayInitialize, BlpResourceInitialize (finds its own .rsrc section), and BlNetInitialize。

　　在Vista系统内，Windows传统的boot.ini配置文件已经被启动配置数据文件(BCD)所代替，Vista下该文件位于%SystemDrive%\Boot\BCD，该文件也是注册表的值(在Vista下被挂载在HKEY_LOCAL_MACHINE\BCD00000000下)。可以使用bcdedit.exe来查看该文件的内容。

　　一个典型的Boot Manager的BCD配置文件如下：

1.jpg (23.87 KB)
2008-11-11 08:33

　　如果只有一个启动入口在BCD文件内，启动管理器会直接从该入口启动。如果多于一个启动入口，Boot Manager会给用户一个可选择的列表，并提示用户选择启动那个OS。如果启动阶段激活了日志记录，启动管理器会把状态信息写入%SystemDrive%\Boot\bootstat.dat文件内(通过BmpIni