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CPU系列·什么是防病毒技術(shù)
CPU內(nèi)嵌的防病毒技術(shù)是一種硬件防病毒技術(shù)，與操作系統(tǒng)相配合，可以防范大部分針對(duì)緩沖區(qū)溢出（buffer overrun）漏洞的攻擊（大部分是病毒）。Intel的防病毒技術(shù)是EDB（Excute Disable Bit），AMD的防病毒技術(shù)是EVP（Ehanced Virus Protection），但不管叫什么，它們的原理都是大同小異的。嚴(yán)格來說，目前各個(gè)CPU廠商在CPU內(nèi)部集成的防病毒技術(shù)不能稱之為“硬件防毒”。首先，無論是Intel的EDB還是AMD的EVP，它們都是采用硬軟結(jié)合的方式工作的，都必須搭配相關(guān)的操作系統(tǒng)和軟件才能實(shí)現(xiàn)；其次，EDB和EVP都是為了防止因?yàn)閮?nèi)存緩沖區(qū)溢出而導(dǎo)致系統(tǒng)或應(yīng)用軟件崩潰的，而這內(nèi)存緩沖區(qū)溢出有可能是惡意代碼（病毒）所為，也有可能是應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的缺陷所致（無意識(shí)的），因此我們將其稱之為“防緩沖區(qū)溢出攻擊”更為恰當(dāng)些。
在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，等待處理的數(shù)據(jù)一般都被放在內(nèi)存的某個(gè)臨時(shí)空間里，這個(gè)臨時(shí)存放空間被稱為緩沖區(qū)（Buffer），緩沖區(qū)的長(zhǎng)度事先已經(jīng)被程序或者操作系統(tǒng)定義好了。緩沖區(qū)溢出（buffer overrun）是指當(dāng)計(jì)算機(jī)程序向緩沖區(qū)內(nèi)填充的數(shù)據(jù)位數(shù)超過了緩沖區(qū)本身的容量。溢出的數(shù)據(jù)覆蓋在合法數(shù)據(jù)上。理想情況是，程序檢查數(shù)據(jù)長(zhǎng)度并且不允許輸入超過緩沖區(qū)長(zhǎng)度的字符串。但是絕大多數(shù)程序都會(huì)假設(shè)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度總是與所分配的存儲(chǔ)空間相匹配，這就為緩沖區(qū)溢出埋下隱患。操作系統(tǒng)所使用的緩沖區(qū)又被稱為堆棧，在各個(gè)操作進(jìn)程之間，指令被臨時(shí)存儲(chǔ)在堆棧當(dāng)中，堆棧也會(huì)出現(xiàn)緩沖區(qū)溢出。當(dāng)一個(gè)超長(zhǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)入到緩沖區(qū)時(shí)，超出部分就會(huì)被寫入其他緩沖區(qū)，其他緩沖區(qū)存放的可能是數(shù)據(jù)、下一條指令的指針，或者是其他程序的輸出內(nèi)容，這些內(nèi)容都被覆蓋或者破壞掉�？梢娨恍〔糠�?jǐn)?shù)據(jù)或者一套指令的溢出就可能導(dǎo)致一個(gè)程序或者操作系統(tǒng)崩潰。而更壞的結(jié)果是，如果相關(guān)數(shù)據(jù)里包含了惡意代碼，那么溢出的惡意代碼就會(huì)改寫應(yīng)用程序返回的指令，使其指向包含惡意代碼的地址，使其被CPU編譯而執(zhí)行，而這可能發(fā)生“內(nèi)存緩沖區(qū)溢出攻擊”，名噪一時(shí)的“沖擊波”、“震蕩波”等蠕蟲病毒就是采用這種手段來攻擊電腦的。
緩沖區(qū)溢出是由編程錯(cuò)誤引起的。如果緩沖區(qū)被寫滿，而程序沒有去檢查緩沖區(qū)邊界，也沒有停止接收數(shù)據(jù)，這時(shí)緩沖區(qū)溢出就會(huì)發(fā)生。緩沖區(qū)邊界檢查被認(rèn)為是不會(huì)有收益的管理支出，計(jì)算機(jī)資源不夠或者內(nèi)存不足是編程者不編寫緩沖區(qū)邊界檢查語(yǔ)句的理由，然而技術(shù)的飛速發(fā)展已經(jīng)使這一理由失去了存在的基礎(chǔ)，但是多數(shù)用戶日常主要應(yīng)用的程序中大多數(shù)其實(shí)仍然是十年甚至二十年前的程序代碼，并沒有檢查緩沖區(qū)邊界的功能。
緩沖區(qū)溢出是病毒編寫者和特洛伊木馬編寫者偏愛使用的一種攻擊方法。攻擊者或者病毒善于在系統(tǒng)當(dāng)中發(fā)現(xiàn)容易產(chǎn)生緩沖區(qū)溢出之處，運(yùn)行特別程序，獲得優(yōu)先級(jí)，指示計(jì)算機(jī)破壞文件，改變數(shù)據(jù)，泄露敏感信息，產(chǎn)生后門訪問點(diǎn)，感染或者攻擊其他計(jì)算機(jī)。
對(duì)于緩沖區(qū)溢出攻擊，防毒殺毒軟件雖然也可以處理，但也只能是亡羊補(bǔ)牢，而操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的漏洞又是難以預(yù)測(cè)的，隨時(shí)可能被利用，引來緩沖區(qū)溢出攻擊。在這種情況下，預(yù)防緩沖區(qū)溢出攻擊應(yīng)該從硬件層次著手，開始成為許多IT廠商的共識(shí)，于是大家俗稱的CPU硬件防病毒功能應(yīng)運(yùn)而生了。
緩沖區(qū)溢出攻擊最基本的實(shí)現(xiàn)途徑是向正常情況下不包含可執(zhí)行代碼的內(nèi)存區(qū)域插入可執(zhí)行的代碼，并欺騙CPU執(zhí)行這些代碼。而如果我們?cè)谶@些內(nèi)存頁(yè)面的數(shù)據(jù)區(qū)域設(shè)置某些標(biāo)志（No eXecute或eXcute Disable），當(dāng)CPU讀取數(shù)據(jù)時(shí)檢測(cè)到該內(nèi)存頁(yè)面有這些標(biāo)志時(shí)就拒絕執(zhí)行該區(qū)域的可執(zhí)行指令，從而可防止惡意代碼被執(zhí)行，這就是CPU的防緩沖區(qū)溢出攻擊實(shí)現(xiàn)的原理。
而對(duì)于開啟了EDB或EVP功能的計(jì)算機(jī)來說，一般也就可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和代碼的分離，而在內(nèi)存某個(gè)頁(yè)面將被設(shè)置為只做數(shù)據(jù)頁(yè)，而任何企圖在其中執(zhí)行代碼的行為都將被CPU所拒絕。當(dāng)然，開啟EDB、EVP功能的CPU是無法獨(dú)立完成標(biāo)注不可執(zhí)行代碼內(nèi)存頁(yè)面以及進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)防治工作的，它還需要相關(guān)操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的配合。
目前，Windows XP SP2、Windows Server 2003 SP1及64bit的Windows操作系統(tǒng)都提供了對(duì)EDB、EVP技術(shù)的支持。如果你使用的操作系統(tǒng)是Windows XP SP2，那么啟用其中的DEP（Data Execution Protection，數(shù)據(jù)執(zhí)行保護(hù)）功能即可為你的電腦提供比較全面的防緩沖區(qū)溢出攻擊功能。DEP是可以獨(dú)立運(yùn)行的，并也可幫助防御某些類型的惡意代碼攻擊，但要充分利用DEP可以提供的保護(hù)功能，就需要CPU的配合了。DEP可單獨(dú)或和兼容的CPU一起將內(nèi)存的某些頁(yè)面位置標(biāo)注為不可執(zhí)行，如果某個(gè)程序嘗試從被保護(hù)的位置運(yùn)行代碼，將會(huì)被CPU拒絕同時(shí)DEP會(huì)關(guān)閉程序并通知用戶，從而在一定程度上保障用戶電腦的安全。
CPU內(nèi)嵌的防病毒技術(shù)以及操作系統(tǒng)的防病毒技術(shù)因此在目前來說可能還存在著一些兼容性的問題，例如因應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的缺陷或驅(qū)動(dòng)程序而導(dǎo)致的誤報(bào)（特別是一些比較老的驅(qū)動(dòng)程序）；另外，對(duì)于有些程序來說，是采用實(shí)時(shí)生成代碼方式來執(zhí)行動(dòng)態(tài)代碼的，而生成的代碼就有可能位于標(biāo)記為不可執(zhí)行的內(nèi)存區(qū)域，這就有可能導(dǎo)致DEP將其檢測(cè)為非法應(yīng)用程序而將其關(guān)閉。而這些都還有賴于硬件和軟件廠商的相互配合解決，當(dāng)然，這些都是需要的時(shí)間。因此，DEP、EDB、EVP等技術(shù)都還在向前發(fā)展。
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