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Malware and antivirus software

何謂UEFI查毒,用戶為何需要此項功能?

Created: 2017-11-01 19:00:00

何謂UEFI查毒,用戶為何需要此項功能?

 

Cameron Camp,ESET安全研究員
2017年10月26日

當ESET公司宣布,旗下最新版零售終端防護產品集成了UEFDI掃描功能時,用戶主要反映分為兩種。有些人稱:“太棒了!”;還有人說:“UEFI掃描功能是什麽?”本文就為您提供此問題的答案 – 我想,回答”太棒了!“的人往往是計算機安全領域最新技術的密切關註者,深知這所謂的UEFI往往蘊含著安全隱患。

 

從BIOS到UEFI

先從基礎知識講起。UEFI是通用可寬展固件接口的英文縮寫,是計算機系統的最基礎元素,在開機時啟動操作系統,即所謂的開機啟動程序。您或許聽說過,這一程序是由所謂的BIOS即基本輸入輸出系統控制的,實際上過去也的確是這樣。但現如今的計算機已采用UEFI取而代之,雖然偶爾出於習慣被一些人稱為BIOS。

與計算機系統的其他組件一樣,一旦UEFI被黑客攻擊後,便可獲取系統及其數據的非法訪問權限。UEFI查毒引擎的功能就是檢測和查殺,早於操作系統啟動之前便可執行的一類威脅。此類威脅包括rootkit和勒索病毒在內,針對UEFI之中的安全漏洞發起攻擊,具有很強的頑固性,即使重新安裝操作系統後仍可存活。簡單地說,ESET UEFI查殺引擎的作用就是防範此類攻擊。

UEFI的前身BIOS,早在1975年為八位計算機系統開發。可能沒有人會想,進入新世紀後仍會沿用。但有時舊技術有頑強的生命力,超出人們的預期(例如鼠標,有人能提出反對意見嗎?)。部分是因為沒人知道如何取代BIOS,但人們卻能夠明確,新技術應具備更強功能和更好的安全性,便於升級和擴展,無需編寫匯編語言代碼。

令BIOS壽終正寢更為實際的因素之一,就是需要支持大型硬盤。1975年那時,還沒人想到搭配2TB以上硬盤會有怎樣的後果,這一容量在當時看來是難以想象的。但現在情況已經變了!

不僅如此,如果其中能內置有連網功能,早在系統啟動之前便能夠下載更新,豈不是更好?更易理解、更便於擴展的易用操作界面,搭配某種存儲途徑,例如借助硬盤存儲更新文件、USB密鑰等一類數據,而不再依賴BIOS芯片本身,受其中相對極小的容量所制約,豈不快哉?

雖然這一切聽上去很好,但落實起來卻有相當難度。不僅需要有業界的廣泛支持,還必須有領頭羊率先引領這一變革。最終,英特爾公司首先涉足這一新技術領域,搭配自家不被看好的64位安騰處理器(現已停產)開創了EFI技術,因為BIOS不能支持64位運算。但為在業界推廣,英特爾公司設立了UEFI(通用可寬展固件接口)論壇並開放了EFI技術,面向所有廠商公布了適配規格。

 

自主適配問題

請註意,UEFI只是一種規格,並非實際執行標準,也就是說,只要在數字規格的框架內,廠商可以自主添加相關功能(C代碼形式,非常感謝)。業界也正是這樣操作的,各個廠商紛紛推出自己的版本。

青睞於各類新技術的微軟公司也采用了UEFI,從而大大促進了普及度。該公司宣布,從Windows 8起,UEFI成為新型64位計算機的貼標認證要求(原本不支持64位的舊計算機仍可以升級)。畢竟,UEFI提供了一些有趣的安全功能,這是已被淘汰的BIOS所無法實現的。

不幸的是,UEFI的自主適配性也引發了部分兼容性問題。如同每一項新技術一樣,尤其是對於功能強大、底層運行、廣受信賴、影響深遠,用以驅動紛紛上市的新型計算機的新技術而言,難以避免地會出現兼容性問題。檢測所有適配產品需要時間,測試範圍又無法保障全面性,因此一些基本問題便會出現(既是好事也是壞事)。

此外,隨BIOS成長起來的一代技術人員,也不具備修復UEFI的工具或知識,大都因為此類工具並不存在或不廣為人知,這一點目前仍是個問題。從頂層設計上,UEFI的運行流程也較為復雜。

UEFI平臺初始化啟動流程(Zimmer、Dasari及Brogan 2009年論文第16頁)

安全隱患

由於攻擊UEFI可以確保病毒效力的持續性,利用傳統檢測方式很難查殺,因此黑客們竭力尋找各種途徑獲取訪問權、升級用戶權限,並直接寫入UEFI串行外設接口或稱SPI,一塊儲存計算機啟動信息的受信閃存芯片。一旦成功後,黑客們便能夠在更多系統資源加載過程中獲取訪問權,因此能夠搞出一切可惡的低級把戲。

很明顯,保護SPI安全性是重中之重。從內部設計角度而言,這主要是通過SMM(系統管理模式)實現的。SMM就好像是SPI的安全哨所,旨在確保所加載的二進制數據不被篡改,並與證書相匹配,但SMM本身已被發現存在漏洞,使任意進制代碼可以執行,常規漏洞已被披露出來。在敦促廠商復核自身代碼之中的漏洞方面,已做出了大量努力,但廠商往往並不相信其中會存在漏洞。

記住UEFI只是一種規範,各大廠商紛紛發布了自認為對操作系統及其硬件最佳的版本。這就意味著不同廠商設備之間,有著很大的差異。此外,一些廠商還滿懷信心地發布了自己的固件代碼,對於消費者而言是否具有價值有待商榷,但普通(甚至有經驗的)消費者都極難移除。如同往常一樣,快速上市往往會給安全性造成隱患。

 

開啟UEFI查毒

對於安全軟件開發產業而言,UEFI所引發的潛在新型攻擊隱患意味著,針對UEFI內部結構實施掃描的迫切性,變得日益重要。因此,ESET公司率先啟動了相關潛在威脅的分析和查殺研究。起初,關於現實世界中傳播的UEFI類威脅鮮有人知,但由於ESET擁有遍布全球的廣泛疫情信息系統,借此成功開始了潛在威脅的樣本采集、驗證和分析工作,以便保護這一日益突出的薄弱環節。 

某種意義上來說,在能夠采集到現實世界中傳播的病毒樣本,並在日後公布分析結論之前,此類威脅仍停留在理論層面。對於任何一項新技術而言,最初的漏洞攻擊行為,尤其是成功的一類,通常都預示著同類攻擊的規模性爆發。一旦攻擊者找到針對UEFI漏洞發起攻擊的萬能法寶,我們便會看到更多同類威脅在現實世界中流行,直到軟硬件廠商共同協作,開發出補丁為止。 

鑒於黑客工具具備更強的靈活性以及針對UEFI的適用性,加上補丁部署的巨大差異性和長期參差不齊特性,UEFI將持續作為遭受攻擊的目標。UEFI有效查毒及威脅查殺技術的市場需求,也將隨之不斷增長。

如需閱讀We Live Security網站上有關UEFI安全性的更多文章,請訪問以下博客和論文:

·        固件之中植入惡意程序:利用安全假象的攻擊新招 (2017年10月19日)

·        Windows 10安全性及隱私權保護:深入調查和分析 (2016年6月15日)

·        Bookits、Windigo以及Virus Bulletin  (2014年9月30日) 

·        Bootkits:前生、今世和未來 (2014年9月) 

·        Windows 8發布後六個月觀感(白皮書) (2013年6月3日) 

·        白皮書:Windows 8的安全特性(2012年10月9日) 

 

 

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