Hyper-V安全秘籍：如何安全地禁用 Credential Guard与Device Guard


# 摘要
本文对Hyper-V虚拟化平台中的安全机制进行了综述，深入探讨了 Credential Guard 和 Device Guard 的工作原理与实施策略，并分析了在特定条件下禁用这些安全特性可能带来的必要性及风险。文章详细阐述了禁用 Credential Guard 和 Device Guard 的步骤和方法，并提供了测试与验证措施确保系统安全性不受影响。最后，本文提出了Hyper-V环境下的最佳实践和对未来安全策略的展望，强调了定期审计和更新的重要性以及与其他安全技术的融合。

# 关键字
Hyper-V；安全机制；Credential Guard；Device Guard；虚拟化安全技术；系统安全性

参考资源链接：[微软发布DG_Readiness_Tool_v3.7禁用安全功能指南](https://wenku.csdn.net/doc/49afwyrj1y?spm=1055.2635.3001.10343)
# 1. Hyper-V与安全机制简介

Hyper-V是微软公司开发的虚拟化技术，它被广泛地用于服务器和桌面环境中，以提供硬件虚拟化服务。随着虚拟化技术的普及，安全机制的建立和维护变得尤为重要。在众多安全机制中，Hyper-V通过集成的系统安全功能，如Credential Guard和Device Guard，增强了虚拟环境的安全性。

## Credential Guard的工作原理

Credential Guard是一种虚拟化安全技术，旨在保护Windows系统免受凭据盗窃攻击。它利用虚拟化容器将敏感的操作系统和用户信息隔离开来。当启用Credential Guard时，用户的凭据如密码会被存储在一个安全的隔离区中，这样即使攻击者通过某些漏洞进入了系统，也很难获取这些敏感信息。

## Device Guard的核心功能

Device Guard技术通过使用代码完整性策略来限制系统上运行的代码，确保只有可信的应用程序可以执行。它主要包括两个核心组件：虚拟化安全基和硬件安全模块。Device Guard通过这些组件实现对系统的保护，防止恶意软件和未经授权的代码加载到系统中，从而降低了安全风险。

# 2. 深入理解Credential Guard与Device Guard

### Credential Guard的工作原理

#### 虚拟化安全技术的背景
随着企业数据越来越多地存储在云和虚拟化环境中，传统的安全防护措施已经不足以应对日益复杂的威胁形势。例如，攻击者可能通过各种手段窃取用户的凭据信息，以此来访问敏感资源和执行未授权的操作。为了增强系统安全，微软在Windows 10和Windows Server 2016中引入了 Credential Guard技术，该技术利用虚拟化安全技术来保护敏感信息，如登录凭据，防止这些信息被恶意软件窃取或滥用。

虚拟化安全技术的核心是通过硬件支持创建一个安全的执行环境，在这个环境中，即使系统被恶意软件感染，攻击者也很难访问到存储在其中的敏感数据。这是因为传统的恶意软件攻击依赖于能够完全控制操作系统，而通过虚拟化隔离技术，敏感数据和常规操作系统的运行环境被隔离，从而提高了安全性。

#### Credential Guard的保护机制
Credential Guard是基于虚拟化技术的安全保护机制，它可以保护域登录凭据不被通过内存攻击手段窃取。通过隔离LSA (Local Security Authority) 进程，敏感信息（如密码、密钥、身份验证数据）被存储在一个专门的、隔离的虚拟环境中，这样即使系统管理员账户或域账户被破解，攻击者也无法访问到这些凭据。

Credential Guard还支持使用虚拟化的安全处理环境（VSM）来存储和处理虚拟受保护账户（VPA）。VPA是一种特殊的账户，专用于在隔离环境中存储凭据信息。此外，该技术还支持使用密钥保护（Key Protection）来增强数据保护，确保即使在受感染的系统中，攻击者也无法读取或复制加密密钥。

### Device Guard的实施策略

#### Device Guard的核心功能
Device Guard是Windows 10中的一项功能，旨在防止未授权软件的执行，从而保护系统免受恶意软件的攻击。Device Guard利用硬件虚拟化技术，如Hyper-V，与软件白名单结合，只允许经过授权的应用程序在系统上运行。通过限制执行未知或未经验证的代码，Device Guard大幅度增强了系统的安全性。

Device Guard的主要功能包括：
- 应用程序控制策略，通过代码完整性策略来确定哪些应用程序可以运行。
- 恶意软件防护，因为恶意软件一般无法在白名单中注册，所以自然被排除在执行范围之外。
- 系统和服务的隔离，确保即使系统存在漏洞，攻击者也难以利用这些漏洞执行恶意代码。

#### 如何配置Device Guard
配置Device Guard首先需要确保硬件支持，必须有兼容的CPU和启用的虚拟化技术。然后，需要在组策略编辑器中设置代码完整性策略，并且将需要运行的应用程序添加到允许列表。这通常涉及创建多个配置文件，例如基本输入输出系统（BIOS）配置文件、UMCI（用户模式代码完整性）配置文件和内核模式代码完整性（KMPKI）配置文件。

在配置Device Guard时，还需要对现有的系统软件进行评估，确定哪些是可信的，并将其添加到允许列表中。此外，对于动态添加到系统中的软件，需要有相应的机制来更新代码完整性策略，如使用设备上的移动设备管理（MDM）解决方案或通过Windows PowerShell进行配置。

在实际配置中，可能需要根据组织的安全策略和具体需求进行调整。由于Device Guard的配置可能会影响系统运行的软件兼容性，因此在大规模部署之前进行充分的测试是至关重要的。通过逐步实施策略和监控系统响应，组织可以确保Device Guard既能够保护系统安全，又不会对生产环境造成不必要的影响。

# 3. 禁用Credential Guard与Device Guard的必要性及风险

## 3.1 禁用的原因分析

### 3.1.1 兼容性问题

随着企业不断部署新技术，他们可能会遇到新旧系统不兼容的问题。当引入新的软件或者硬件时，可能会发现它们与当前运行的Credential Guard或Device Guard保护机制不兼容。在这种情况下，禁用这些安全特性可能成为一种必要手段，以确保企业环境中关键应用的正常运行。

兼容性问题通常涉及旧版本的操作系统、驱动程序或特定应用程序。举一个具体的例子，一些定制的硬件设备可能没有更新驱动程序以支持Credential Guard保护的LAPS。此时，IT部门可能不得不临时禁用Credential Guard，直到硬件供应商提供了兼容的驱动更新。

### 3.1.2 系统管理的特殊需求

某些组织有其特定的系统管理需求，这可能导致在常规安全配置中需要禁用Credential Guard和Device Guard。例如，系统可能需要执行某种特定的脚本或程序，而这些操作在启用 Credential Guard和Device Guard的环境中受到限制。尽管这样的行为可能增加了安全风险，但从管理便利的角度来看，这些措施可能是必须的。

在这种情况下，禁用安全特性需要经过严格的评估和批准流程。必须详细记录并评估禁用操作的利弊，以确保不会无意中引入严重的安全漏洞。同时，这样的操作应当尽可能地短暂，一旦满足了特定的管理需求，就应迅速重新启用这些安全特性。

## 3.2 禁用带来的安全风险

### 3.2.1 安全性削弱的影响

禁用Credential Guard和Device Guard会削弱Windows系统的安全性。失去这些保护机制，攻击者可以更容易地利用已知的安全漏洞来获取凭据，或者通过恶意软件绕过正常的安全检查，直接控制设备。

例如，一旦禁用了Credential Guard，攻击者就可能通过各种手段（如键盘记录器、内存扫描等）获取到存储在LSA保护内存中的凭据信息。这将直接影响系统安全性，降低抵御恶意攻击的能力。

### 3.2.2 如何评估风险和采取预防措施

在决定禁用Credential Guard和Device Guard之前，需要进行彻底的风险评估。这包括了解禁用这些安全特性的直接后果以及可能给组织带来的安全风险。评估时，应考虑当前的安全威胁环境，以及企业的风险承受能力。

组织需要实施一系列预防措施来减轻禁用这些安全特性所带来的风险。这些措施可能包括临时提高网络监控和安全事件响应的级别、加强密码策略和多因素身份验证的使用，以及增强用户的安全意识培训。此外，一旦安全风险得到缓解，应及时重新启用Credential Guard和Device Guard，以保持系统的安全状态。

在下一章节中，我们将详细讨论如何安全地禁用Credential Guard与Device Guard，同时确保过程中的风险最小化。

# 4. 安全地禁用Credential Guard与Device Guard的步骤与方法

## 4.1 禁用Credential Guard的步骤

### 4.1.1 使用组策略编辑器

组策略编辑器是Windows系统中用于配置系统设置的工具，它提供了一个图形化界面来管理和控制组策略对象。通过组策略编辑器可以方便地禁用Credential Guard。

1. **打开组策略编辑器**：
- 在开始菜单搜索栏中输入`gpedit.msc`并回车，打开本地组策略编辑器。

2. **导航到相关策略位置**：
- 定位到`计算机配置` -> `管理模板` -> `系统` -> `设备安全性` -> `使用凭证保护`。

3. **修改策略设置**：
- 双击“配置凭证保护”，选择“禁用”选项，点击“应用”按钮并关闭窗口。

4. **更新组策略设置**：
- 在命令提示符（管理员）运行`gpupdate /force`来强制更新组策略设置。

5. **重启计算机**：
- 禁用Credential Guard后需要重启计算机以确保更改生效。

通过以上步骤，管理员可以安全地禁用Credential Guard，但是需要注意，禁用此功能会降低系统安全等级，因此必须确保这是经过深思熟虑的决定。

### 4.1.2 通过命令行操作

对于脚本化或批量处理需求，管理员可以通过命令行工具如PowerShell或命令提示符来禁用Credential Guard。

1. **使用PowerShell**：
- 以管理员权限打开PowerShell。
- 执行以下命令：`Set-ItemProperty -Path "HKLM:\SOFTWARE\Policies\Microsoft\Windows\DeviceGuard" -Name LsaCfgFlags -Value 0`。

2. **使用命令提示符**：
- 打开命令提示符（管理员）。
- 输入以下命令：`reg add HKLM\SOFTWARE\Policies\Microsoft\Windows\DeviceGuard /v LsaCfgFlags /t REG_DWORD /d 0 /f`。

3. **重启计算机**：
- 和使用组策略编辑器一样，更改后需要重启计算机以应用设置。

在实际操作时，建议根据实际的管理环境选择最适合的方法进行配置。无论是使用组策略还是命令行，都需要确保管理员具备足够的权限和理解这些操作可能带来的风险。

## 4.2 禁用Device Guard的步骤

### 4.2.1 修改组策略设置

禁用Device Guard也是通过组策略编辑器来完成的。具体操作步骤如下：

1. **打开组策略编辑器**：
- 同上所述，通过输入`gpedit.msc`命令打开本地组策略编辑器。

2. **导航到相关策略位置**：
- 定位到`计算机配置` -> `管理模板` -> `系统` -> `设备安全性` -> `设备防护策略`。

3. **修改策略设置**：
- 双击“配置设备防护策略”，选择“未配置”或“禁用”选项，点击“应用”按钮并关闭窗口。

4. **更新组策略设置**：
- 如前所述，通过执行`gpupdate /force`命令来强制更新组策略设置。

5. **重启计算机**：
- 同样，更改组策略后需要重启计算机以确保禁用Device Guard的设置生效。

### 4.2.2 使用Windows PowerShell进行配置

PowerShell提供了一种更自动化的方式来配置Device Guard。下面是在PowerShell中禁用Device Guard的步骤：

1. **打开PowerShell（管理员）**：
- 在开始菜单中搜索`PowerShell`，右键点击选择“以管理员身份运行”。

2. **执行命令禁用Device Guard**：
- 使用以下命令来禁用Device Guard：

    Set-ItemProperty -Path "HKLM:\SOFTWARE\Policies\Microsoft\Windows\DeviceGuard" -Name EnableVirtualizationBasedSecurity -Value 0
    Set-ItemProperty -Path "HKLM:\SOFTWARE\Policies\Microsoft\Windows\DeviceGuard" -Name LsaCfgFlags -Value 0

3. **重启计算机**：
- 操作完成后，重启计算机以确保更改生效。

使用PowerShell配置设备防护策略是一种更为快速且有效的方法，特别是在进行批量操作时。但是，这要求管理员对PowerShell有充分的了解和熟练的使用技能。

## 4.3 测试与验证

### 4.3.1 确认禁用成功的方法

禁用Credential Guard和Device Guard之后，为了确保系统按照预期操作，需要验证这些更改是否成功实施。

1. **检查组策略状态**：
- 通过运行`gpresult /h gpresult.html`命令来生成组策略结果报告，并检查与Credential Guard和Device Guard相关的设置是否被正确应用。

2. **使用命令行检查**：
- 打开命令提示符或PowerShell并执行以下命令，检查LsaCfgFlags的值是否为0：

    reg query HKLM\SOFTWARE\Policies\Microsoft\Windows\DeviceGuard /v LsaCfgFlags

或者，在PowerShell中使用：

    Get-ItemProperty -Path "HKLM:\SOFTWARE\Policies\Microsoft\Windows\DeviceGuard" | Select-Object -Property LsaCfgFlags

如果返回的值是0，那么表示Credential Guard已被禁用。

### 4.3.2 监控系统安全状态

禁用 Credential Guard 和 Device Guard 后，管理员应密切监控系统的安全状态，以确保不会有其他安全漏洞或风险产生。

1. **启用高级安全日志记录**：
- 在事件查看器中启用相关安全事件的日志记录，以便可以追踪任何异常活动。

2. **定期进行安全扫描**：
- 使用专门的安全评估工具，定期检查系统安全性，确保系统没有因为禁用安全防护功能而受到攻击。

3. **实施安全补丁和更新**：
- 保证系统的其他安全组件，如防火墙、杀毒软件等，是最新的，并且功能正常。

4. **利用Microsoft Defender**：
- 开启Windows Defender Advanced Threat Protection（ATP），它可以提供关于威胁的额外信息和警报，帮助管理员更好地维护系统安全。

通过以上测试与验证步骤，管理员可以确保系统安全措施被适当地禁用，并且能够及时发现和响应任何潜在的安全威胁。

# 5. 最佳实践与未来展望

Hyper-V作为微软的一款强大的虚拟化平台，其安全机制是确保企业数据安全和系统稳定运行的重要组成部分。随着技术的不断进步，Hyper-V的安全机制也在不断更新和完善。在本章中，我们将探讨Hyper-V安全优化的最佳实践，并展望未来安全策略的发展方向。

## 5.1 Hyper-V安全优化建议

### 5.1.1 高级安全配置选项

为了进一步增强Hyper-V的防护能力，管理员可以利用一些高级的安全配置选项：

- **网络隔离**：通过Hyper-V网络虚拟化功能，可以实现网络隔离，限制虚拟机之间的通信。这对于保障不同业务线的网络安全非常有帮助。

- **加密虚拟硬盘（VHDX）**：对虚拟硬盘进行加密，可以有效防止数据泄漏和未授权的访问。

- **安全启动**：强制使用安全启动可以确保虚拟机在启动时加载经过验证的、可信的操作系统镜像，防止启动过程中的恶意软件注入。

- **隔离用户模式驱动**：通过Hyper-V隔离用户模式驱动，可以限制驱动程序运行在内核模式下的权限，以降低驱动程序带来的潜在风险。

### 5.1.2 定期审计与更新

定期进行安全审计和更新是维护Hyper-V环境安全的重要步骤：

- **安全审计**：定期检查Hyper-V的配置和日志，以发现可能的安全漏洞和异常行为。可以使用PowerShell脚本自动化审计过程，以提高效率。

- **更新策略**：保持Hyper-V及其所有组件的更新，确保最新的安全补丁被及时应用，这将有助于防御新出现的安全威胁。

- **备份与灾难恢复计划**：创建定期备份策略，确保在遭受攻击或系统故障时能够快速恢复服务。

## 5.2 面向未来的安全策略

### 5.2.1 预测安全技术趋势

随着云计算、大数据和人工智能等技术的发展，未来的安全策略将更加依赖于自动化和智能化：

- **行为分析**：采用机器学习技术，分析系统行为模式，自动检测和响应异常行为。

- **动态防御机制**：不再依赖静态的防御策略，而是根据实时威胁情报和行为模式，动态调整安全措施。

- **安全即服务（SECaaS）**：随着云服务的普及，安全功能也将以服务的形式提供，允许企业根据需求快速调整和部署安全措施。

### 5.2.2 结合其他安全解决方案

未来的安全策略将需要与多种安全解决方案相结合，以实现全方位的保护：

- **集成第三方安全产品**：将专业的安全工具，如防火墙、入侵检测系统（IDS）和入侵防御系统（IPS），与Hyper-V集成，以增强安全防护能力。

- **安全信息与事件管理（SIEM）**：通过SIEM系统，集中管理和分析来自不同源的安全事件，快速识别和响应安全威胁。

- **最小权限原则**：为虚拟机和用户账户分配最小必要的权限，限制潜在的攻击面。

通过这些优化建议和未来展望，我们可以看到Hyper-V安全机制的演化方向将朝着更加自动化、智能化和综合化的方向发展。随着技术的不断进步，我们有理由相信Hyper-V将提供更加坚实的安全保障。