Windows 7操作系统UAC机制及其安全性分析

万方数据

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５１７４２０１０，３１（２４）计算机工程与设计ＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＤｅｓｉｇｎ

ｒａｔｅ＞”的值，程序在运行时将会自动获得管理员权限。ＣＯＭ对象可以将ＨＫＣＵ、ＣＯＭ＿ＣＬＳＩＤｋＥｌｅｖａｔｉｏｎｋＥｎａｂｌｅｄ的值指定为１，从而通知操作系统该ＣＯＭ对象需要管理员权限。ＣＯＭ对象若要自动提升其权限，它必须位于“白名单”内并且由位于“白名单”内的程序实例化。例如：保护管理员帐户下在％Ｐｒｏ．ｇｒａｍｅＦｉｌｅｓ％目录下创建一个文件夹是不会触发ＵＡＣ警告的，因为负责文件操作的ＣＯＭ对象的ＤＬＬ文件位于白名单之内，并且对ＣＯＭ对象进行实例化的Ｅｘｐｌｏ旧＂进程也位于白名单之内。

２Ｗｉｎｄｏｗｓ７下ＵＡＣ的特征

２．１Ｗｉｎｄｏｗｓ７下ＵＡＣ警告频率降低

ＵＡＣ的技术是伴随着Ⅵｓｔａ一起出现的，它的出现无疑大大的增加了操作系统的安全性。Ｖｉｓｔａ中的ＵＡＣ在提高系统安全性的同时，也在相当程度上使得操作变得繁琐。在Ｗｉｎ．ｄｏｗｓ７中，微软对此功能做了大幅度的改进，ＵＡＣ警告的弹出频率也大大降低。图３显示了在１７个日常操作中旧Ｖｉｓｔａ和Ｗｉｎｄｏｗｓ７的ＵＡＣ警告频率有何不同。操作过程中ＵＡＣ系统设置均为默认，也就是Ｖｉｓｔａ下开启，Ｗｉｎｄｏｗｓ７下开启并设为仅在程序试图更改我的计算机时警告。在Ｖｉｓｔａ中，这１７项操作无一例外地都碰到了ＵＡＣ弹出警告，而Ｗｉｎｄｏｗｓ７中只有５．５次，确切地说是以管理员身份运行程序、安装程序、安装和卸载设备驱动程序、安装ＡｃｔｉｖｅＸ控件、更改ＵＡＣ设置这４项操作都有ＵＡＣ提醒，而卸载程序时只会在少部分情况下看到，所以算作半次。这也就意味着，Ｗｉｎｄｏｗｓ７中的ＵＡＣ警告次数要比Ｖｉｓｔａ少大约６５％。

图３Ｖｉｓｔａ与Ｗｉｎｄｏｗｓ７ＵＡＣ警告频率对比

２．２Ｗｉｎｄｏｗｓ７下ＵＡＣ设置规则

为了达到降低ＵＡＣ警告的频率的目的，微软调整了系统架构，使得在标准用户权限下可以进行更多的操作，并且微软减少了几个频繁弹出对话框场景（如正安装ａｃｔｉｖｅｘ控件）的频率。在Ｖｉｓｔａ下ＵＡＣ只有两个级别：开启或关闭，但在Ｗｉｎｄｏｗｓ７下增加到了４个级别，打开ＵＡＣ配置面板就可以看到。最上面级别是总是通知，第二个级别是系统的默认级别，在这个级别下，只有非ＷｉｎｄｏＷＳ程序要求权限提升时系统才会弹出对ＵＡＣ警告对话框要求用户确认。第三个级别与第二个级别只有一点不相同：当ＵＡＣ处于第二个级别时，系统弹出ＵＡＣ警告对话框的同时会将桌面锁定住，这时Ｃｏｎｓｅｎｔ．ｅｘｅ进程会对当前桌面进行截屏，并对截屏后的图片进行灰色处理，然后将其作为当前的桌面，这就是安全桌面，安全桌面仅能够被本地系统权限的帐户所访问ｍ。安全桌面的主要作用是阻止恶意软件对显示的对话框进行修改从而导致用户被欺骗。当ＵＡＣ处于第三个级别时，系统弹出警告对话框的同时不会切换到安全桌面，这时用户仍然可以点击桌面上的文件。当ＵＡＣ处于第四个级别，也就是将其关闭。

３Ｗｉｎｄｏｗｓ７下ＵＡＣ机制权限提升的方法和实例

３．１ＵＡＣ警告框路径欺骗

假设进程已经在系统中已经获得了标准用户的权限，那么在某些特殊的条件下其可以获得权限的提升。在ＵＡＣ警告对话框里并没有告诉用户程序启动后将会加载什么ＤＬＬ，若所要加载的ＤＬＬ位于标准用户可以访问的目录内，那么运行在标准管理员权限下的恶意进程可以将ＤＬＬ替换为包含恶意代码的ＤＬＬ，当替换后的ＤＬＬ被加载，恶意代码也就获得了管理员的权限。同时，运行在标准用户权限下的恶意进程可以使用线程注入的方法获得对同样为一般用户权限，中等完整性级别的ＥＸＰｌｏｒｅｒ．ｅｘｅ进程的控制，并通过ＨＯＯＫ的方法对ＥＸＰｌｏｒｅｒ．ｅｘｅ进程进行监控。当请求提权的ＵＡＣ警告对话框弹出时，恶意进程可以截获请求提权程序的路径，并将其路径改为自己的程序的路径就能够欺骗用户，用户不点开详细信息按钮是无法辨别的。例如原来请求提权的程序为：“Ｃ：＼Ｕ鲫融ａｂｃ＼Ｄｅｓｋｌ－ｏｐ惋ｓｔ＼ｔｃｓｔ．ｅｘｅ”被替换为：“Ｃ：＼Ｕｓ∞她ｂｃ慨ｓｋ．ｔｏｐ＼ｔｅｓｔ．ｅｘｅ”，用户看到的ＵＡＣ提示框和原来的没有任何区别，只有点开详细信息才能够发现问题，如果用户点击“是”，恶意程序就获得提升权限并运行。

３．２共享对象劫持

Ｗｉｎｄｏｗｓ为了保持其兼容性，使得管理员权限程序的大量状态是与标准用户环境共享的，因为用户往往希望在标准用户权限下进行的一些设置或注册的一些应用扩展同样在提升权限的进程中也能使用，恶意程序可以利用这一特性来影响具有管理员权限的进程，从而获得权限的提升。如果已提升权限的进程使用了诸如ＦｉｌｅＯｐｅｎ和ＦｉｌｅＳａｖｅ等在ＨＫＥＹＣＵＲＲＥＮＴ＿ＵＳＥＲ注册的应用扩展，恶意进程同样也可以利用这些操作加载进这些进程中，从而获得权限的提升。另外，恶意进程也可以通过劫持共享内存以及同步对象来控制高权限的进程进而控制整个系统。

３．３通过白名单机制进行权限提升

下面是一个在Ｗｉｎｄｏｗｓ７下提权的实例，在一个ＰＡ账户下，ＵＡＣ的等级设置为系统默认的级别，一个运行在标准用户权限下的恶意进程可以通过对位于白名单内的进程进行ＤＬＬ注入的方法来获得ＣＯＭ对象（如Ｃｏｐｙ／Ｍｏｖｅ／Ｒｅｎａｍｅ／Ｄｅｌｅｔｅ／Ｌｉｎｋ等）的权限的提升。然后恶意进程通过这些ＣＯＭ对象进一步修改系统文件或注册表来获得系统权限。具体的步骤如下：（１）首先选择一个处于Ｗｉｎｄｏｗｓ系统白名单内的具有标准用户权限的进程，比如ＥＸＰＩｏｒｅｒ．ｅｘｅ。

（２）恶意进程调用ＷｒｉｔｅＰｒｏｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ函数将启动一个远程线程所需要的数据和代码写入到第一步所选的进程空间中，由于恶意进程与被注入进程是处于同一用户权限的，所以

ＷｒｉｔｅＰｒｏｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ函数所做的操作并不会引起ＵＡＣ警告的万方数据

朱晓东，高丰，胡海洲：Ｗｉｎｄｏｗｓ７操作系统ＵＡＣ机制及其安全性分析２０１０，３１（２４）５１７５

出现。

（３）使用ＣｒｃａｔｅＲｃｍｏｔｃＴｈｒｅａｄ函数在第一步所选的进程中创建一个远程线程，使得第二步所注入的代码运行起来，同样由于权限相同，ＣｒｅａｔｅＲｃｍｏｔｃＴｈｒｅａｄ也不会引发ＵＡＣ警告的出现。

“）在上步骤中运行起来的代码主要功能是创建一个具有管理员权限的ＩＦｉｌｅＯｐｅｒａｔｉｏｎ对象，由于代码是在一个位于白名单之内的进程中运行的，并且ＩＦｉｌｅＯｐｅｒａｔｉｏｎ对象也位于白名单之内，根据前面介绍的原理，ＩＦｉｌｅＯｐｅｒａｔｉｏｎ对象的权限是自动提升的，并不会引发ＵＡＣ警告。

（５）将恶意代码放置在一个ＤＬＬ中，并将该ＤＬＬ命名为ＣＲＹＰＴＢＡＳＥ．ＤＬＬ，利用ＩＦｉｌｅＯｐｅｒａｔｉｏｎ对象将这个包含恶意代码的ＣＲＹＰＴＢＡＳＥ．ＤＬＬ放置在“Ｃ：＼Ｗｉｎｄｏｗｓ＼Ｓｙｓｔｅｍ３２＼ｓｙｓｐｒｅｐ＼ｓｙｓｐｒｅｐ．ｅ稀”的目录（即Ｃ：＼Ｗｉｎｄｏｗｓ＼：Ｓｙｓｔｅｍ３２＼ｓｙｓｐｒｅｐ）下。选择“Ｃ：＼Ｗｉｎｄｏｗｓ＼Ｓｙｓｔｅｌｌｌ３２田ｓｐ佗ｐ＼ｓｙｓｐ唧．ｅｘｅ”是有原因的：因为ｓｙｓｐｒｅｐ．ｅｘｅ在加载的时候会先找程序所在目录有没有一些ＤＬＬ文件，若没有找到再去“Ｃ：＼Ｗｉｎｄｏｗｓ＼Ｓｙｓｔｅｍ３２”目录下找，因此可以通过将一些ｓｙｓｐｒｅｐ．ｅｘｅ所调用的位于Ｓｙｓｔｅｍ３２的ＤＬＬ放置到ｓｙｓｐｒｅｐ．ｅｘｅ所位于的目录下，从而获得管理员的权限。虽然微软有一个ＫｎｏｗｎＤＬＬｓ名单是防止这种情形的发生，但是该名单并没有包含ＣＲＹＰＴＢＡＳＥ．ＤＬＬ。

（６）当ｓｙ跗ｒ印．ｅｘｅ运行时会加载包含恶意代码的ＣＲＹＰＴ－ＢＡＳＥ．ＤＬＬ从而导致恶意代码以管理员权限运行。

（７）恶意代码运行完毕之后，使用ＩＦｉｌｅＯｐｅｒａｔｉｏｎ对象将ＣＲＹＰＴＢＡＳＥ．ＤＬＬ从Ｃ：＼ＷｉｎｄｏｗｓＬＳｙｓｔｅｍ３２ｋｓｙｓｐｒｅｐ目录中删除。４实验结果与分析

４．１通过ＵＡＣ警告框路径欺骗进行提升的实验由于ＡｉｃＬａｕｎｃｈＡｄｍｉｎＰｒｏｃｅｓｓ函数的第一个参数是指向需要提升权限程序的路径，而第二个参数是控制ＵＡＣ警告对话框所显示的路径，所以可以对ＡｉｃＬａｔｍｃｈＡｄｍｉｎＰｒｏｅｅｓｓ进行Ｈｏｏｋ，当系统中有进程权限提升的请求时，将ＡｉｃＬａｕｎｃｈＡｄｍｉｎＰｒｏｃｅｓｓ的第一个参数截获下来，并进行相应的修改，而保持第二个参数不变。例如在本实验中用户对当前桌面上的一个程序使用右键选择“以管理员权限运行”，该程序的路径为“Ｃ：＼Ｕｓｅｒｓ＼ｐａｋＤｅｓｋｔｏｐ＼ｐｒｏｃｍｏｍ．ｃｘｅ”。

当恶意程序截获需要权限提升的程序的路径后，便创建一个新的名为ｐｒｏｃｍｏｍ．ＣＸＣ的文件，与原来文件所不同的是该文件的路径：“ｃ：＼ｕｓｅｒｓ＼ｐａ＼Ｄｅｓｋｔｏｑ＼ｐｒｏｃｍｏｍ．ｅｘｅ”，并将ＡｉｃＬａｕｎｃｈＡｄｍｉｎＰｒｏ∞ｓｓ函数的第一个参数改为新文件的路径，如图４所示。

从图４可以看出函数的第一个参数已经被改变了而第二个参数还是原来的路径，系统弹出的ＵＡＣ警告框中的路径还

图４被修改后ＡｉｃＬａｕｎｃｈＡｄｍｉｎＰｒｏｃｅｓｓ函数参数是原来的路径，所以在用户的角度看来ＵＡＣ警告框并没有任何可疑的地方。

４．２利用白名单机制漏洞实现完整性级别提升的实验具有中等完整性级别的恶意进程对ＥＸＰｌｏｒｅｒ．ｅｘｅ进程进性注入操作，并创建远程线程。然后恶意进程启动ｓｙｓｐｅｒｐ．ｅ秘进程，ｓｙｓｐｅｒｐ．ｅｘｃ进程启动时是需要高完整性级别的权限的，由于ｓｙｓｐｃｒｐ．ｅｘｅ是位于白名单内，所以ｓｙｓｐｅｒｐ．ｅｘｅ进程的启动不会触发ＵＡＣ警告对话框的出现。具有高级完整性级别的ｓｙｓｐｅｒｐ．ｅｘｅ会加载一些需要的ＤＬＬ文件，加载过程是：首先ｓｙｓｐｅｒｐ．ｅｘｅ扫描当前目录，若找到所需的ＤＬＬ文件，就将其加载到内存中，若没找到就会去“Ｃ：＼Ｗｉｎｄｏｗｓ＼ｓ、／ｓｔｅｍ３２”目录下搜索。所以ｓｙｓｐｅｒｐ．ｅｘｅ会加载当前目录下的ＣＲＹＰＴＢＡＳＥ．ＤＬＬ而不会加载“Ｃ：＼Ｗｉｎｄｏｗｓｋｓｙｓｔｅｍ３２＼ＣＲＹＰＴＢＡＳＥ．ＤＬＬ”，如图５所示。

图５ｓｙｓｐｅｒｐ．ｅｘｃ加栽当前目录下ＣＲＹＰＴＢＡＳＥ．ＤＬＬ

当包含恶意代码的ＣＲＹＰＴＢＡＳＥ．ＤＬＬ加载到ｓｙｓｐｅｒｐ．ＣＸＣ进程中时，恶意代码也获得了管理员权限，则恶意代码可以访问高完整性级别的安全对象，也可以创建一个具有管理员权限的进程，例如本实验中创建的是一个具有管理员权限的ｃｍｄ进程，图６是一个获得了管理员权限的ｃｍｄ窗口。

５结束语

图６获得管理员权限的ｃｍｄ窗口

产生上述漏洞的根本原因是因为Ｗｉｎｄｏｗｓ７的ＵＡＣ的白名单机制，Ｖｉｓｔａ的市场表现一直不佳，一个重要原因就是由于在Ｖｉｓｔａ下频繁弹出ＵＡＣ警告对话框给用户的使用照成了很大的不方便。为了改变这种情况，微软引入了白名单的机制，从而有效的改变了这种情况，但是由于Ｗｉｎｄｏｗｓ系统并未对位于白名单内的程序和非白名单内的程序做有效的区分，非白名单内的程序可以对同权限下的白名单内的程序进程进行ＤＬＬ注入等操作，然后利用自动提权的机制获得权限的提升。同时微软的白名单机制也引起了一些批评的声音，批评者认为白名单机制仅仅包含Ｗｉｎｄｏｗｓ系统内的一些程序，有反竞争之嫌。

为了解决上述的漏洞，微软可以对白名单内的程序与非自名单内的程序加以区分，使非白名单内的程序不能任意的对白名单内的程序使用ＷｒｉｔｅＰｒｏｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ、ＣｒｅａｔｅＲｅｍｏｔｅ．Ｔｈｒｅａｄ等函数，若要使用这些函数须得用户的授权。但微软若这么做，可能会再次回到Ｖｉｓｔａ下的情况。对微软来说，安全与方便是一个两难的问题，如何在二者之间找到合适的平衡，不是一件容易的事。

（下转第５１９１页）万方数据

常红要，朱征宇，陈烨，等：基于ＨＴＭＬ标记用途分析的网页正文提取技术２０１０，３１（２４）５１９１

图７Ｆ值的对比

图５至图７的实验对比结果表明，使用本文算法对网页进行正文识别处理后的聚类，其查全率、查准率和Ｆ值都有了一定程度的改善，特别是查准率和Ｆ值有明显提高。

５结束语

本文提出的网页正文提取方法有许多显著优点，在维持网页结构和内容的情况下，能够准确地提取出ＨＴＭＬ文档的主题内容，是自动、可靠和通用的方法。此外，由于本方法基于ＨＴＭＬ规范，提取后的网页内容和结构与源网页一致，有很高的可扩展性。因此，该方法具有可观的应用价值，它不仅满足ＰＡＤ和手机用户的即时访问需求，又可应用于信息检索领域的自动文摘和自动分类系统。这一方法己经在由国家科技支撑计划课题（２００７ＢＡＨ０８８０４）资助开发的互联网信息检索原型系统ＰＳＥ中得到实现。通过与网页采集程序结合，对ＨＴＭＬ网页进行预处理，识别和提取出主题内容，可以提高检索效率和查准率，具有较好的应用参考价值。

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１／ｕａｃ?ｉｎ－Ｗｉｎｄｏｗｓ－７－ｓｔｉｌｌ—ｂｒｏ－ｋｅｎ－ｍｉｃｒｏｓｏｆｌ－ｗｏｎｔ－ｆｉｘ－ｃｏｄｅ－ｉｎｊｅｅｔｉｏｎ－ｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ／２００９．【５】ＭａｔｔｈｅｗＣｏｎｏｖｅｒ．Ｐｒｉｎｃｉｐａｌｓｅｃｕｒｉｔｙｒｅｓｅａｒｃｈｅｒ，ｓｙｍａｎｔｅｅＣＯｌ＇－

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ＵＡＣＥｘｐｌｏｉｔＷｈｉｔｅｐａｐｅｒ．ｐｄｆ２００７．万方数据

Windows 7操作系统UAC机制及其安全性分析

作者：朱晓东， 高丰， 胡海洲， ZHU Xiao-dong， GAO Feng， HU Hai-zhou

作者单位：江南计算技术研究所,江苏,无锡,214083

刊名：

计算机工程与设计

英文刊名：COMPUTER ENGINEERING AND DESIGN

年，卷(期)：2010,31(24)

参考文献(9条)

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本文链接：https://www.360docs.net/doc/448940286.html,/Periodical_jsjgcysj201024004.aspx