2024年6月8日发(作者：)
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第２９卷第４期
计算机工程与设计
２００８年２月
Ｖｏ１．２９ ＮＯ．４
Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｄｅｓｉｇｎ
Ｆｅｂ．２００８
Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｖｉｓｔａ操作系统安全性技术研究
罗晓波， 李 波， 徐良华
（江南计算技术研究所，江苏无锡２１４０８３）
摘要：为提高操作系统的安全性，Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｖｉｓｔａ对早期版本的一些安全特性进行了增强，并增加了很多全新的安全特性
如：用户账户控制、最小权限策略、数据保护、安全启动、网络访问保护等。通过研究这些安全特性的机制原理和实现过程
对Ｖｉｓａｔ操作系统的安全性做了一个整体的概括，并分析了一些安全机制可能存在的脆弱性。
关键词：操作系统；用户账户控制；安全启动；最小权限策略；网络访问保护
中图法分类号：ＴＰ３１６．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００．７０２４（２００８）０４．０８０７—０５
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｓｅｃｕｒｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｖｉｓｔａ
ＬＵｏ Ｘｉａｏ—ｂｏ．ＬＩ Ｂｏ．ＸＵ Ｌｉａｎｇ—ｈｕａ
（Ｊｉａｎｇｎａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＣｏｍｐｕｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ⅵ ｉ ２１４０８３．Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｓｅｃｕｒｉｔＹ，ｔｈｅ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆｅａｒｌｙ ｅｄｉｔｉｏｎ Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｖｉｓｔａ ａｒｅ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｎａｄ ａ ｌｏｔ
ｏｆｂｒａｎｄ—ｎｅｗ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｆｅａｔｕｒｅｓ ａｒｅ ａｄｄｅｄ．Ｓｕｃｈ ａｓ ｕｓｅｒ ａｃｃｏｕｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｌｅａｓｔ ｐｒｉｖｉｌｅｇｅｄ ｕｓｅｒ ａｃｃｏｕｎｔ，ｄａｔａ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ｓｅｃｕｒｅ ｓｔａｒｔｕｐ，
ｎａｄ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｃｃｅｓｓ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｓｅｃｕｒｉｙｔ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ Ｖｉｓｔａ ａｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｏｖｅｒａｌｌ ｂｙ ｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｇ ｔｈｅ ｒａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ，
ｎａｄ ｔｈｅ ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｉｅｓ ｏｆ ｓｏｍｅ ｓｅｃｕｒｉｙｔ ｆｅａｔｕｒｅｓ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ； ｕｓｅｒ ａｃｃｏｕｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ； ｓｅｃｕｒｅ ｓｔａｒｔｕｐ；ｌｅａｓｔ ｐｒｉｖｉｌｅｇｅｄ ｕｓｅｒ ａｃｃｏｕｎｔ； ｎｅｔｗｏｒｋ ａｃｃｅｓｓ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ
０引 言 １ Ｖｉｓｔａ安全特性分析
随着２００６年ｌ１月底Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｖｉｓａｔ操作系统（以下简称 ＷｉｎｄｏｗｓＸＰ要比９ｘ系列的操作系统安全和稳定得多，但
ｖｉｓ诅）的全面推出，关于此操作系统的商业宣传与技术讨论一
是安全漏洞依然不断地被发现和利用。微软为了改变这一被
时间成为ＩＴ产业的焦点。 动局面，经过数年的努力，开发出Ｖｉｓａｔ操作系统。这次推出
使用了多年的ＷｉｎｄＯＷＳ ２０００／ＸＰ系统，发布之初，无论是
的Ｖｉｓｔａ史无前例地强调了其安全特性，主要体现在以下这些
功能还是安全性都是值得肯定的，但是随着使用的普及，其安 方面：用户账户控制和最小权限策略，ＩＥ（ｉｎｔｅｍｅｔｅｘｐｌｏｒｅｒ）的安
全缺陷不断被发现和利用，已经完成了一代操作系统的历史
全性改进，数据保护措施，可信计算模块和ＢｉｔＬｏｃｋｅｒ的引入，
使命，将逐步退出历史舞台，取而代之的无疑将是这～“全新” 改进的Ｗｉｎｄｏｗｓ防火墙，全新的服务。所有这些特性都是针
的Ｖｉｓａｔ操作系统。 对以前２０００／ＸＰ的薄弱环节进行的改进，这将使得大多数的针
纵观近年来的计算机系统安全事故，绝大多数都是操作 对２０００／ＸＰ系统的蠕虫、木马或病毒等恶意代码在Ｖｉｓａｔ系统
系统的安全缺陷造成的。操作系统的设计和实现中存在的安 上难以奏效，从而实现微软的安全性目标。
全问题，随着使用的普及而不断暴露。操作系统的安全问题
１．１用户账户控制和最小权限策略
不仅影响着广大的普通用户，也给国家关键部门的信息安全 用户账户控制（ｕｓｅｒ ａｃｃｏｕｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｕＡｃ）“ 是微软为提高
带来了严重的威胁。操作系统的安全问题关系着国计民生的
操作系统安全而在Ｖｉｓａｔ中引入的新技术，它要求所有用户在
各个方面。
标准账户模式下运行程序和任务，使用普通权限，阻止未授权
为提高操作系统的安全性，Ｖｉｓａｔ对早期版本操作系统的 的程序安装，并阻止普通用户进行不当的系统设置。
一
些安全特性进行了增强，并增加了很多全新的安全特性。 Ｗｉｎｄｏｗｓ ２０００以前的版本账户权限的层次少，管理员权
论文研究了这些安全特性的机制原理和实现过程，并分析了
限滥用，安全性十分薄弱。在Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００之后，微软才逐步
一
些安全机制可能存在的脆弱性。 在系统中引入用户权限的控制。但是为了操作的简便，相当
收稿日期：２００７－０４－０２ Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｂｌｕｏ＠１６３．ｃｏｍ
基金项目：国家８６３高技术研究发展计划基金项目（２００６ＡＡ０１Ｚ４３ １）。
作者简介：罗晓波（１９８２一），男，湖北大悟人，硕士研究生，研究方向为信息安全； 李波０９８０－－），男，陕西大荔人，硕士，研究方向为信息
安全； 徐良华（１９６３一），男，安徽无为人，博士，高级工程师，研究方向为脆弱性技术、信息安全。
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多的Ｗｉｎｄｏｗｓ用户日常使用的是对机器有绝对控制权的管理
员账号。虽然这样用户使用方便了，但也给木马和病毒提供
了方便。Ｖｉｓｔａ为解决这些问题，要求一般的进程以普通用户
权限运行，并且限制管理员的权限 ，用以限制恶意代码对计
ＵＲＬ的分析进行了重新设计，减少了在ＵＲＬ上利用漏洞的攻
击【６Ｉ，防止ＵＲＬ欺骗。
ｌ－３数据保护
数据保护措施主要包括：缓冲区溢出保护、内核保护技术
和ＢｉｔＬｏｃｋｅｒ整卷加密”Ｉ。
算机系统所带来的损害。这样当用户希望安装新的软件，或
者更改系统设置，需要输入凭证并验证该进程。启用ＵＡＣ的 多年来，利用缓冲区溢出技术发动的网络攻击是最广泛
Ｖｉｓｔａ，仍然可以使用管理员账户登录系统。不过，这时的管理
员账户只是受限的管理员模式，程序运行时，所能得到的权限
将只是普通用户权限，不足以对关键的系统设置进行修改。这
样的机制类似于在操作系统与恶意代码之间加入了一个隔离
层保护，最终提高操作系统的安全。而安装新应用程序、更改
系统日期或时间以及大部分控制面板中的设置项都需要受到
和最有效的 。为应付这种情况，Ｖｉｓｔａ特别设计和实现了缓冲
区溢出保护机制，如地址空间装载随机化（ａｄｄｒｅｓｓ ｓｐａｃｅ ｌａｙｏｕｔ
ｒａｎｄｏｍｉｚａｔｉｏｎ，ＡＳＬＲ）、不可运行区域设定ＮＸ等。并且在开发
实现这些保护机制时，使用了安全开发生命周期（ＳＤＬ）、威胁
模型和代码审查等技术和手段 来进一步保证编码的安全性。
在缓冲区溢出攻击中，数据的存储超过了缓冲区的界限，多出
ＵＡＣ的控制并提出询问０ ，得到管理员的授权后，操作才可以
继续。如果当前登录系统的账户不具有相应的权限，Ｖｉｓｔａ首
先将会显示一个对话框，要求用户输入～个具有管理权限的
账户的用户名和密码，如果输入的信息是正确的，则可以完成
操作，否则将会被拒绝。
Ｖｉｓｔａ采用ＵＡＣ后，管理员特权不复存在，标准用户也是
最低权限用户，对硬件驱动和注册表只具有读权限，只能写入
自身的或指定的公共区域，不可以安装驱动，不能启动或停止
服务，不可更改防火墙或系统设置，阻止非授权的程序运行，从
根本上限制木马或病毒等恶意代码的行为，使其难以发挥作用。
ｖｉｓ协实现了一个最低特权的用户账户，这个账户只有很
有限的权限来应对日常的工作。同时，为了兼容以往的程序，
Ｖｉｓｔａ还实现了文件和注册表虚拟技术，允许没有写权限的普
通用户能在～个被保护的系统区域中仍然能得到虚拟的视图 。
比如，如果一个为２０００／ＸＰ开发的程序在ｖｉｓ协下需要写入ｃ：＼
ＰｒｏｇｒａｍＦｉｌｅｓ中的文件夹，Ｖｉｓｔａ会为这个应用程序提供～个这
个文件夹的虚拟文件夹，使得该程序感觉自己写入到Ｃ：Ｗｒｏ—
ｇｒａｍＦｉｌｅｓ中了，而实际却是写入到了一个虚拟的目录下。因
此，当病毒或木马程序要攻击Ｃ：ＷｒｏｇｒａｍＦｉｌｅｓ￣ｌｎｔｅｍｅｔＥｘｐｌｏｒｅｒ＼
ｉｅｘｐｌｏｒｅ．ｅｘｅ这个文件时，由于文件虚拟技术，实际上真正的
ｉｅｘｐｌｏｒｅ．ｅｘｅ并未受到攻击，实现了一定的安全性。
１．２ ＩＥ的改进
ｖｉｓｔａ中内置ＩＥ７．０，借助于ＵＡＣ，ＩＥ不再具有过高的权限，
而是被限制在只有浏览ＷＥＢ页面所需的足够的权限，这种权
限比普通用户的权限还低，称为“保护模式”的ＩＥ 。在这种状
态下，ＩＥ只对自身的临时文件夹有读和写的权力，而对于其它
文件夹最多只享有读的权力，从而杜绝了很大一部分的安全
问题。恶意代码无法自动下载和安装，系统设置也不会被ＩＥ
在后台改写。新的ＩＥ中，采用一键清除上网记录，并删除ＩＥ
的所有临时文件，一定程度上增加了对用户隐私的保护。反
钓鱼功能能够检测钓鱼攻击并向用户提出警告，对所有的网
页地址，通过地址栏旁边显示的颜色来区分安全的、可疑的和
钓鱼站点。对于具有高可靠性证书的网站，ｌＥ的地址栏将变
为绿色，以表示站点所有者已完成广泛的身份验证检查，对于
没有可靠性证书的站点，则归于可疑站点，用黄色标识，而对
于已知的钓鱼站点，则表示为红色。当然，ＩＥ必须经常更新钓
鱼站点的列表，以确保不受到钓鱼攻击。用户可以通过点击
安全状态栏看到证书和隐私的详细信息。另外，新的ＩＥ对
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的数据将覆盖掉邻近的内存地址。这种情况能够造成进程崩
溃，进而让系统运行恶意代码。而在Ｖｉｓｔａ中，每当计算机启
动时，ＡＳＬＲ的功能会将关键的系统文件加载到不同的内存地
址，这样，利用这些系统文件进行攻击活动的恶意代码将无法
正确获取系统文件信息，从而提高了恶意代码运行的难度。这
种方法并不是根本措施，恶意代码的动作并没有全部受限，但
当与其它技术联合使用时，就是一种有用的安全技术，因为它
能够使Ｖｉｓｔａ让恶意代码看起来有些“陌生”，提高了自动化攻
击的难度。ＡＳＬＲ能够将系统文件分散开来，使它们被存储在
不可预期的内存地址。在Ｂｅｔａ ２版Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｖｉｓｔａ中，ＤＬＬ或
ＥＸＥ文件能够被加载到２５６个地址中的任何一个，黑客有
１／２５６的机会获得正确的地址。ＡＳＬＲ并非微软的首创。几种
开源操作系统已经在使用这种技术，如ＯｐｅｎＢＳＤ。而ＮＸ的
作用在于允许支持ＮＸ的ＣＰＵ把某些内存区域标注为“不得
执行”，使得任何闯入这些区域的代码都不能运行，从而使缓
冲区溢出攻击代码失去了攻击能力。微软与处理器制造商展
开了合作，英特尔和ＡＭＤ都在其新型处理器中提供对ＮＸ数
据执行保护技术的支持。采用了这些手段，过去的缓冲区溢
出攻击将变得相当困难。
内核保护技术是Ｖｉｓａｔ新引入的技术，防止任何非授权软
件试图修改Ｖｉｓａｔ的内核。它为Ｖｉｓａｔ加入一个新安全操作层，
防止内核模式驱动改动或替换Ｖｉｓａｔ内核的任何内容，第三方
软件将无法再给Ｖｉｓｔａ内核添加任何“补丁”。这样，以往通过
改写操作系统内核来常驻系统的恶意代码将不能在Ｖｉｓａｔ下
发挥作用。
ＢｉｔＬｏｃｋｅｒ曾被称为Ｓｅｃｕｒｅ Ｓｔａｒｔｕｐ，可以看出其原意是为
了确保系统的安全启动。在Ｖｉｓｔａ中，ＢｉｔＬｏｃｋｅｒ的作用不仅在
此，它还可以保护操作系统的完整性，确保系统不受非法篡
改，这体现在对Ｗｉｎｄｏｗｓ卷的离线保护上。ＢｉｔＬｏｃｋｅｒ可以加
密整个Ｗｉｎｄｏｗｓ卷，包括页面文件、注册表、休眠文件和Ｄｕｍｐ
文件等。经过ＢｉｔＬｏｃｋｅｒ加密后，即使硬盘被拿到其它计算机
上使用，也无法获取Ｗｉｎｄｏｗｓ卷中的数据，因为加密密钥被存
储在ＵＳＢ闪盘或可信平台模块里了。当然，密钥必须妥善保
管，如果丢失或被盗用，将带来巨大的损失。
１．４安全启动
在Ｖｉｓａｔ的设计中，引入了可信平台模块（ｔｒｕｓｔｅｄ ｐｌａｔｆｏｒｍ
ｍｏｄｕｌｅ，ＴＰＭ）。ＴＰＭ是一个含有密码运算部件和存储部件的
芯片，由自己的ＣＰＵ、存储器、Ｉ／Ｏ、密码引擎、随机数发生器和
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嵌入式操作系统等部件组成，主要完成多项安全功能和可信
计算功能，如加密、签名、认证、密钥生成等。Ｖｉｓｔａ中并没有完
全按照ＮＧＳＣＢ（ｎｅｘｔ—ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｅｃｕｒｅ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｂａｓｅ）的要求那
样对其体系结构做出全面的修改，只是实现了基于ＴＰＭ的磁
盘数据保护工具ＢｉｔＬｏｃｋｅｒ。硬件支持服务方面包括ＴＰＭ驱
动和ＴＰＭ Ｂａｓｅ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ（ＴＢＳ）来提供对ＴＰＭ资源的共享。
ＢｉｔＬｏｃｋｅｒ加密的模式分为两种情况：ＴＰＭ可用时和ＴＰＭ
不可用时。
ＴＰＭ可用时，又可分为ＴＰＭ Ｏｎｌｙ Ｍｏｄｅ和Ｓｔａｒｔｕｐ Ｋｅｙ
将及时更新恶意代码和非法软件的特征码，ＩＥ也将更新最新
的钓鱼网站，所有这些更新都涉及到认证的过程，因此能够阻
止一些伪造的补丁和其它更新。
在Ｖｉｓａ域环境中采用了网络访问保护（ｔｎｅｔｗｏｒｋａｃｃｅｓｓｐｒｏ—
ｔｅｃｔｉｏｎ，ＮＡＰ）。ＮＡＰ自身作为一个安全功能，采用客户ＩＮ．务器
模式。其工作原理是运行一个被称为“网络访问保护代理”的
服务，该服务检查当前计算机的安全状况。它能自动下载并
安装安全补丁、下载病毒库和安全设置等。在客户端链接到
网络之前（不论是经由本地局域网还是远程代理），网络访问保
护代理服务将向运行在远端服务器上的ＮＡＰ服务提交一份
计算机安全状况报告。如果该计算机的安全项目不是最新的
Ｍｏｄｅ。采用ＴＰＭ ＯｎｌｙＭｏｄｅ模式时，ＢｉｔＬｏｃｋｅｒ会把系统主引
导记录（ＭＢＲ）、ＮＴＦＳ引导扇区、ＮＴＦＳ引导代码和密钥等做一
个 陕照”，保存在ＴＰＭ芯片中。每次系统启动时，会自动地
和原来的快照进行比较，这个过程称为一个“完整性度量”。
如果结果相同，表明系统未受到非法篡改，允许系统装载器开
始工作，解密系统卷，加载并启动系统；如果发现启动组件发
生了变化，则系统就拒绝从ＴＰＭ芯片里释放磁盘的加密密钥。
如果文件已经被修改，则Ｖｉｓｔａ会提示用户，并转入恢复模式，
用户提供恢复密钥后，允许访问引导卷进行恢复。而Ｓｔａｒｔｕｐ
Ｋｅｙ Ｍｏｄｅ是把ＴＰＭ进行系统完整性度量时需要的口令交由
用户保管，ＴＰＭ开始工作时，由用户交给ＴＰＭ，然后进行后面
的度量工作。
ＴＰＭ不可用时，采用ＵＳＢ Ｆｌａｓｈ Ｍｏｄｅ。这种模式是将解
密磁盘所需要的相关密钥存放在ＵＳＢ闪盘里，开机时必须插
入ＵＳＢ闪盘，才能对Ｗｉｎｄｏｗｓ卷进行解密，之后才能正常访
问Ｖｉｓｔａ系统。
由此可见，ＴＰＭ模块和ＢｉｔＬｏｃｋｅｒ技术的引入，保证了Ｖｉｓｔａ
系统的完整性，提供了对Ｗｉｎｄｏｗｓ卷的离线保护，即使把硬盘
拿到其它计算机上进行破解，也是极为困难的。结合ＥＦｓ（ｅｎ．
ｃｒｙｐｔｉｎｇ ｉｆｌｅ ｓｙｓｔｅｍｓ），可以使得这种硬盘数据保护达到更好的
效果。ＥＦＳ是一种在线加密，只要有解密所需的密钥，就可以
将被ＥＦＳ加密过的文件放在其它任何～台计算机上进行解
密。而且，ＥＦＳ只能够对非Ｗｉｎｄｏｗｓ卷进行加密，密钥保存在
系统卷中，这样，结合ＥＦＳ，ＢｉｔＬｏｃｋｅｒ不仅保护了Ｗｉｎｄｏｗｓ卷
的安全，同时保护了ＥＦＳ的解密密钥，也就是可以保护整个硬
盘的数据不被非法读取或改写。
１．５全新的防火墙、系统更新、ＷｉｎｄｏｗｓＤｅｆｅｎｄｅｒ和
网络访问保护
微软从Ｗｉｎｄｏｗｓ ＸＰ开始就已经加入了Ｗｉｎｄｏｗｓ防火墙
组件，但由于功能并不强大，大部分用户仍然使用第三方防火
墙。Ｖｉｓｔａ中的防火墙有了较为完美的控制台，这一控制台基
于组策略，因此不仅可以配置单独的计算机，还可以管理多台
计算机。同第三方防火墙软件～样，Ｖｉｓｔａ中的防火墙已经实
现通信的双向控制，也就是说不仅可以控制连入计算机的访
问，也可以控制向外发起的连接。此外，Ｖｉｓｔａ中的防火墙整合
了ＩＰ安全策略“ ，进一步提高了操作系统的安全性，在这方面
超过了第三方防火墙。有了这些新特性，一旦Ｖｉｓｔａ有了新漏
洞，通过设置适当的入站和出站策略，即可临时解决安全问
题，在补丁发布前确保计算机系统的安全性。
系统更新将自动地分配给Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｉｎｓｔａｌｌｅｒ进行，它只对
拥有正确授权的更新补丁进行下载和安装。ＷｉｎｄｏｗｓＤｅｆｅｎｄｅｒ
或者达不到服务器规定的网络访问标准，ＮＡＰ将阻止其登陆
到网络或者关闭那些位于特定区域的计算机。可以通过配置
ＮＡＰ服务的策略来自动升级客户端的补丁、病毒库、安全设置
等。并且域控制器还会不断检查内部机器的安全状态，未通
过系统安全状态检查的机器会被隔离到一个受控网络。ＮＡＰ
有助于减少恶意代码如ＲｏｏｔＫｉｔ及病毒的影响。此功能要求
Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｖｉｓｔａ Ｓｅｒｖｅｒ中的ＮＡＰ基础结构。ＮＡＰ客户端程序在
Ｖｉｓａｔ中，ＮＡＰ服务端程序则在Ｌｏｎｇｈｏｒｎ Ｓｅｒｖｅｒ中，实现这样功
能需要配合使用Ｌｏｎｇｈｏｒｎ Ｓｅｒｖｅｒ，并建立域环境。另外，Ｖｉｓａｔ
的域策略得到了增强，通过ＡＩＳ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｅｒｖｉｃｅ）
服务，可以定义域内不可以安装和不可以运行的软件。在这
种模式下，使用了ＮＡＰ的主机在安装和运行软件前要通过策
略检验，否则被拒绝执行。
１．６服务增强
以前的Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统中，服务 ”基本上都以最高权
限运行，而且没有针对服务的限制机制来对各种服务进行管
理，容易出现某个核心服务被恶意代码利用的情况，众多的病
毒和木马也选择系统服务作为攻击或寄生的目标，从而获得
最高权限，达到攻击破坏或信息获取的目的。微软为了解决
这一问题，在Ｖｉｓａｔ中所有系统关键服务都采用尽可能低的权
限运行，不能做越权操作，而且，Ｖｉｓｔａ采用了服务隔离，即服务
运行于Ｓｅｓｓｉｏｎ ０，而登录用户处于Ｓｅｓｓｉｏｎ ｌ、２等，不同的Ｓｅｓ．
ｓｉｏｎ之间不可交互，从而降低了被恶意代码利用的可能性。除
Ｗｉｎｄｏｗｓ系统服务以外，一些应用软件也会把自身的一部分
安装为服务的形式，以保证其可靠地运行。在以前的操作系
统中，这些服务都以ＬｏｃａｌＳｙｓｔｅｍ用户运行“ ，从而导致系统非
常脆弱，并且没有办法对这些第三方服务进行有效管理，严重
地威胁到了系统的安全以及稳定性。Ｖｉｓａｔ完全改变了这一模
式，它启用了每个服务的安全标识符（ｓｉｎ）“ ，该标识随后又通
过现有Ｗｉｎｄｏｗｓ访问控制模型（包括使用访问控制列表（ＡＣＬ）
的所有对象和资源管理器）启用访问控制分区。这样用户就
可以查看ＡＣＬ应用于该服务的专用资源，从而防止其它服务
和用户访问这些资源。此外，Ｖｉｓｔａ不再使用ＬｏｃａｌＳｙｓｔｅｍ用户
来运行服务，而是使用权限较低的ＬｏａｃｌＳｅｒｖｉｃｅ和ＮｅｔｗｏｒｋＳｅｒ－
ｖｉｃｅ用户，从而降低了服务的总体权限级别。Ｖｉｓｔａ还对第三
方程序插入令牌到服务进行了限制，从而最大程度地保证了
操作系统中每一个服务的可靠性。最后，每个服务都具有单
独且惟一的ＳＩＤ，这样便可以利用Ｗｉｎｄｏｗｓ防火墙对每一个服
务进行规则限制。
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２ Ｖｉｓｔａ脆弱性分析
以上从多个方面研究了Ｖｉｓｔａ的安全特性：从硬件上的ＴＰＭ
引入，到操作系统上的内核保护：从网络上的防火墙的加固，到
服务上的权限受限；从Ⅲ上对个人隐私的保护，到用户账户控
制对权限的细分。可以看出，微软确实在其操作系统的安全性
上做了很多改进，这些改进使得绝大多数运行于２０００／ＸＰ的恶
２．４ ＢｉｔＬｏｅｋｅｒ技术的依赖性
ＢｉｔＬｏｃｋｅｒ技术的引入在很大程度上保护了硬盘数据，能
够保护系统卷在离线状态不被非法读取，但不能抵挡在线的
攻击，即在计算机系统处于运行状态时，这些数据是无法保证
不被非法读取的。另外，来自管理员授权的攻击也是无法抗
拒的，无论是安全启动口令的泄漏还是ＵＳＢ闪盘数据的泄漏，
都将可能导致系统卷数据的泄漏。所以，如果安全启动所需
的ＵＳＢ闪盘或ＳｔａｒｔｕｐＫｅｙ的保管不当，会给攻击者方便，造成
不可挽回的损失，ＢｉｔＬｏｃｋｅｒ技术的正常运行需要妥善保管这
些口令或者ＵＳＢ闪盘。
意代码不能在Ｖｉｓｔａ下发挥作用，从而提高了Ｖｉｓｔａ的安全性。
当然，Ｖｉｓｔａ并不是无懈可击的，像这样一个高度复杂的操
作系统总会有它的不足或缺陷［１４］０ ２０００／ＸＰ系统刚发布的时
候，也曾给一些攻击和破坏带来障碍，但随后针对２０００／ＸＰ的
漏洞攻击不断出现，这也使得Ｖｉｓｔａ脆弱性分析成为本文的重
２．５内核保护技术有争议 ．
内核保护技术是微软为了保护系统内核完整性而设计
要研究内容。
２．１ ＵＡＣ可能引发的安全问题
从表面上看，ＵＡＣ限制了用户和程序的权限，在很大程度
上提高了Ｖｉｓｔａ的安全性，但也极大增加了操作中的繁琐程度。
在很多用户看来，ＵＡＣ在目前发布的Ｖｉｓｉａ版本中的运行情况
很难称得上理想，频繁出现的验证提示给实用性带来极大的
影响。而在没有回答ＵＡＣ提示的情况下禁止一切系统交互，
则更增加了客户的使用障碍。如果用户对频繁出现的ＵＡＣ
对话框弄得麻木而放松警惕的时候，极有可能出现错误的决
断，让一些恶意代码得到执行的机会。
启动ＵＡＣ功能会导致操作的繁复，给用户的使用带来极
大的不便，使得用户松懈从而发生安全事故；而禁用ＵＡＣ功
能则无法体现Ｖｉｓｔａ在这方面所作的工作，也会导致安全事故
的发生。另外，从最新的研究趋势来看，来自管理员权限的破
坏也可能导致ＵＡＣ功能失效。具体过程是：如果管理员因故
运行了某段恶意代码，该恶意代码可以伪造用户的访问令牌
来替代系统生成的令牌，以后无论以何种用户身份登录此Ｖｉｓ—
ｔａ系统，该恶意代码都可以使得用户权限提升到管理员权限，
从而绕过ＵＡＣ。因此ＵＡＣ功能并不是完美的，也有其脆弱性。
２．２ ＩＥ的改进并不能根本解决安全问题
虽然ＩＥ的保护模式和防钓鱼功能能够发挥一些作用，但
是想要借此来保护计算机系统和用户信息的绝对安全是不现
实的。ＩＥ的防钓鱼功能需要及时获取钓鱼网站的列表，如果
更新不及时，仍然不能有效过滤掉所有的钓鱼站点，所以用户
仍然需要自己判断可疑的站点的可信性，这样，将安全问题交
给了用户，也会导致用户信息的泄漏。
２．３ ＡＳＬＲ技术的局限性
地址空间装载随机化在开放源代码系统中的表现很好，
问题是微软如何实现ＡＳＬＲ和这种随机化是否是可以预测的。
如果这种随机化可以被预测，那么攻击者将可以直接开发出
利用工具，对系统文件进行破坏，从而控制计算机系统：如果
不可以预测，攻击者仍然可能会开发试图访问所有２５６个内
存地址的恶意代码，一旦获取到适合的信息，恶意代码将可以
顺利运行，即使没有找到适合的信息，这样在内存地址中的尝
试操作也可能导致系统运行的异常，甚至可能造成系统崩溃。
如果只想阻止恶意代码运行，这一技术的确可以实现此目标，
但它无法保障系统的正确运行，因为无论恶意代码是否顺利
运行，都将给系统的正常运行带来影响。
一
８ｌＯ一
的，它可以防止不明软件试图替换或修改Ｖｉｓｔａ系统内核。在
之前的Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统中，第三方安全软件为了正确高效
的运行，也将自身进驻到系统内核级运行，从而获得最高的权
限，以便顺利执行各项操作。而在Ｖｉｓｔａ中，微软重新设计了
内核保护技术，阻止任何非授权的程序修改系统内核，这样第
三方安全软件将无法像之前那样自由运行了。然而，行为检
测软件和入侵保护软件的某些高级特性需要修改部分系统内
核，从而常驻系统并稳定高效地运行。于是，ＰａｔｃｈＧｕａｒｄ也阻
止了这些高级安全特性的正常工作，这使得用户更为不安全。
在过去，已知的病毒是在传播过程中被拦截的，含有病毒的文
件被扫描并获得其特征信号，如果已知病毒的比特模式与所
检测文件中的模式吻合，则该文件将被隔离或删除。然而，一
种新的病毒由于不具有针对它的特征信号，因此该病毒的攻
击不会被基于特征码检测的传统病毒检测软件发现。而现代
的反病毒软件，除了包括特征码扫描功能之外，还包括了一种
被称为启发式行为检测的技术，即通过监测病毒在系统中的
行为来发现其存在并进行查杀。反病毒软件通过监视特定的
ＡＰＩ调用和调用顺序、频率确定该病毒正在系统中活动，于是
向内核发送程序中止信号杀掉病毒，从而再次保护用户安全。
而正是ＰａｔｃｈＧｕａｒｄ，阻止了这类基于行为的检测正常工作。
所以，Ｐａｔｃｈ Ｇｕａｒｄ虽然保护了Ｖｉｓｔａ的系统内核，但同样
把第三方安全软件拒之门外，这也给系统安全留下隐患，毕竟
微软在安全上不能保证无懈可击。虽然安全厂商和微软的交
涉使得其安全软件顺利进驻内核，但其功能将受到很多限制，
从而让恶意代码有机可乘。
３结束语
Ｖｉｓｔａ的全面推出，必然会引起计算机系统安全界的广泛
关注，无论是普通用户还是企业单位，甚至国家各重要部门，
都会对Ｖｉｓｔａ的安全性做全面的了解，对这一系统的安全特性
进行分析和评估，因此，对Ｖｉｓｔａ的这些安全特性的研究和归
纳就显得尤为重要。
以上探讨了ＷｉｎｄｏｗｓＶｉｓｔａ操作系统在安全方面的一些重
要特性，这些特性中有的是对以前操作系统的增强，有的是全
新引入的。无论何种方式，都使得针对２０００／ＸＰ的攻击技术对
Ｖｉｓｔａ￣难奏效，保护了用户的系统正常运行，保护了用户的敏
感信息，提高了操作系统的安全性。从近期来看，Ｖｉｓｔａ的这些
安全特性能够较好地保护计算机系统，但是随着使用的普及，
维普资讯
Ｖｉｓｔａ的脆弱性可能会逐步显露出来。所以我们要正确认识
Ｖｉｓｔａ的安全性，结合多种途径来保护计算机系统的安全。
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（上接第７９３页）
３结束语
本文提出了一种分类方法，从逻辑设计的角度，将面向对
象系统的设计的各个演化阶段进行分类。该分类方法是基于
ＵＭＬ区分算法，一种启发式的结构化区分算法，能够识别出
系统从一个版本演化到后一个版本的过程中所经历的设计层
面上的变化。基于ＵＭＬ区分算法的结果，我们采用该分类方
法对每个类的演化过程进行分类，以更好地了解系统的演化。
本文从以下几个方面体现出所研究的方法对于研究系统
的演化分析的优越性：
（１）对于整个开发过程，不需要任何的假设，仅仅要求系统
是受到一个版本管理系统的控制。只要满足这个条件，主要
的数据输入就能够被提供了。如系统本身的源代码，它是用
于得到一致且详细的文档的依据，诸如变化记录，开发者的注
释等。一个因子提取器将系统的各版本作为输入，通过逆向
软件工程就可得到与代码相关的设计模型，即为ＵＭＬ区分算
法的分析输入。
（２）ＵＭＬ区分算法是一种新颖的算法，采用面向对象的
ＵＭＬ语法。该算法能够准确的检测出一个系统从一个版本演
化到下一个版本的过程中所经历的变化，如包、类、接口及其域
的类演化过程。
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和方法的添加、删除、更名和移动等。这种高层次的抽象与代码
层次的量度相比是更直观的，并且直接与软件开发过程相联系。
（３）我们的分类方法是建立的每一个独立的类的演化雏形
上的，通过我们的分类方法我们可以了解到每一个系统中的
类都是如何被创建、开发、甚至从系统中删除的这样一个整个
Ａｎ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｒｅｐｏｒｔ［Ｃ］．Ｐｒｏｃ Ｓｅｖｅｎｔｈ Ｉｎｔ＇ｌ Ｃｏｎｆ Ｏｂｊｅｃｔ－Ｏｆｔｅｎ－
ｔｅｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ．２００１：１ｌ３一ｌ２２．
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