Windows 10安全特性：控制流保护（Guard CF）详解

"Windows 新安全特性 - 控制流保护 - 演示文稿 (MR201412_Control_Flow_Guard_ENG)- 计算机科学" 控制流保护（Control Flow Guard，简称CFG）是微软在Windows操作系统中引入的一项重要安全特性，首次亮相于Windows 8.1预览版。尽管在Windows 8.1正式发布（RTM）以及后续版本中被禁用，但随着Windows 10技术预览版和Windows 8.1更新包的推出，控制流保护开始被广泛应用。在文档中，我们将其称为"Guard CF"，以避免与通常表示控制流图（Control Flow Graph）的CFG缩写混淆。 控制流保护（Guard CF）是一种工作中的安全功能，其目标在于防止任意代码执行的威胁。这种威胁通常由操纵间接调用操作数来实现，例如通过覆盖虚表（vtable）来执行恶意代码。Guard CF通过在编译时插入检查函数，在执行间接调用之前进行验证，确保间接调用的目标地址是可信的。如果尝试调用不受信任的地址，检查函数会触发违规异常，从而阻止恶意代码的执行。 具体来说，Guard CF的工作机制包括以下几个关键步骤： 1. 插入检查函数：在编译期间，系统会在间接调用指令之前插入一个检查函数。 2. 验证目标地址：检查函数会对即将调用的目标地址进行校验，确保它位于已知的、可信任的代码区域内。 3. 异常处理：如果目标地址未通过验证，检查函数将引发异常，中断执行流程，防止恶意代码的运行。 FFRI的研究团队测试了Windows 10技术预览版和Visual Studio 2015预览版，以评估和理解Guard CF的有效性。他们指出，由于Guard CF是一项持续改进的技术，因此其性能和保护效果可能随着微软的更新而不断优化。 控制流保护的引入显著增强了系统的安全性，特别是在防止缓冲区溢出攻击和代码注入攻击方面。然而，如同所有防御机制一样，Guard CF也可能面临绕过或规避的挑战。黑客可能会寻找未受保护的代码路径或者尝试利用系统中的其他漏洞来绕过这些保护措施。因此，开发者和安全专家需要持续关注新的攻击手段，并相应地更新和强化Guard CF。 Guard CF是Windows平台中对抗恶意软件和提高系统安全性的关键技术之一，通过防止不安全的控制流转移，它为软件开发提供了更安全的运行环境。随着技术的不断发展和完善，我们可以期待控制流保护在未来继续发挥重要作用，保护用户的系统免受日益复杂的网络安全威胁。