除超頻還能玩啥?全面解讀CPU附加技術(shù)

 二、CPU防病毒技術(shù)

    提到防病毒問(wèn)題，我們首先聯(lián)想到的是一系列的殺毒軟件，但是相信有不少人并不知道，其實(shí)CPU硬件本身也有防病毒技術(shù)。

    曾幾何時(shí)，AMD和Intel都在為各自的CPU推廣一個(gè)概念：硬件防毒。在AMD和Intel的64bit處理器中，所謂的硬件防毒也成了了標(biāo)準(zhǔn)配置，CPU的硬件防毒功能是如何實(shí)現(xiàn)的呢？它真的有用么？是不是買了具有硬件防毒功能的CPU，就不需要防毒軟件了？因?yàn)榻?jīng)常有朋友這么詢問(wèn)，所以在CPU技術(shù)應(yīng)用方面文章也加入了這一項(xiàng)目。

　　CPU防毒須知：什么是緩沖區(qū)溢出

　　要明白CPU硬件防毒的功能，首先我們必須對(duì)緩沖區(qū)溢出做個(gè)了解。對(duì)于電腦用戶來(lái)說(shuō)，“緩沖區(qū)溢出”一定都不會(huì)太陌生。在使用電腦過(guò)程中相信大家都遇到過(guò)“0x00xxxxxx指令引用的0x00000000內(nèi)存。該內(nèi)存不能為read”錯(cuò)誤，而這實(shí)際上就是最基本的緩沖區(qū)溢出報(bào)告。

系統(tǒng)中常見(jiàn)的緩沖區(qū)溢出問(wèn)題

　　那為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的錯(cuò)誤呢？原來(lái)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（Buffer緩沖區(qū)），其大小一般是由操作系統(tǒng)或是程序的相關(guān)函數(shù)來(lái)定義的。如果應(yīng)用程序向緩沖區(qū)輸入的數(shù)據(jù)超出了緩沖區(qū)本身的容量，而程序又沒(méi)有檢查緩沖區(qū)邊界的功能，那么就會(huì)發(fā)生緩沖區(qū)溢出。如果溢出部分被寫入了其他緩沖區(qū)，將其他內(nèi)存區(qū)域的數(shù)據(jù)等給覆蓋，那么這就有可能導(dǎo)致某個(gè)應(yīng)用程序乃至操作系統(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(lái)攻擊電腦的。

　　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(lái)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(kāi)始成立許多IT廠商的共識(shí)，于是大家俗稱的CPU硬件防毒功能應(yīng)運(yùn)而生了。

　　將CPU硬件防毒稱之為“防緩沖區(qū)溢出攻擊”更為恰當(dāng)

　　對(duì)于各自的“硬件防毒”技術(shù)，AMD將其稱之為Ehanced Virus Protection（EVP），而Intel則命名為Excute Disable Bit（EDB）。但不管叫什么，它們的原理都是大同小異，而嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，目前各個(gè)CPU廠商在CPU內(nèi)部集成的防毒技術(shù)不能稱之為“硬件防毒”。首先，無(wú)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它們都是為了防止因?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(wú)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。

　　CPU的防緩沖區(qū)溢出攻擊實(shí)現(xiàn)的原理

　　我們知道，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.

 
目前主流的CPU產(chǎn)品都支持硬件防毒功能

    而對(duì)于開(kāi)啟了EDB或EVP功能的計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，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(kāi)啟EDB、EVP功能的CPU時(shí)無(wú)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。

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　　操作系統(tǒng)的支持必不可少

　　目前，我們常用的操作系統(tǒng)都提供了對(duì)EDB、EVP技術(shù)的支持。那么只要你啟用操作系統(tǒng)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）。設(shè)置方法是依次打開(kāi)“控制面板”“系統(tǒng)”“高級(jí)”“性能設(shè)置”我們就可以打開(kāi)“數(shù)據(jù)執(zhí)行保護(hù)”選項(xiàng)，同時(shí)也可以看到你的CPU支不支持硬件DEP。

VISTA系統(tǒng)的DEP設(shè)置選項(xiàng)

　　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。 

　　DEP技術(shù)還在向前發(fā)展

　　因?yàn)镈EP還是一項(xiàng)發(fā)展較晚的項(xiàng)目，并且應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng)，因此在目前來(lái)說(shuō)可能還存在著一些兼容性的問(wèn)題。我們知道，在32bit操作系統(tǒng)下，需要CPU打開(kāi)PAE（Physical Address Extensions物理地址擴(kuò)展）才能實(shí)現(xiàn)對(duì)DEP功能的硬件支持。PAE雖然使尋址空間擴(kuò)展到了64bit，不過(guò)支持的物理內(nèi)存大小依然在4 GB以內(nèi)。如果硬件設(shè)備并不支持64bit尋址能力或者驅(qū)動(dòng)程序認(rèn)為在PAE開(kāi)啟的模式下需要超過(guò)4GB的物理內(nèi)存，就有可能導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)錯(cuò)誤；而對(duì)于有些程序來(lái)說(shuō)，是采用實(shí)時(shí)生成代碼方式來(lái)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。

   建議：首先CPU防毒并不等同于殺毒軟件的功效，因?yàn)樗菫榱朔乐挂驗(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，并不擁有類似防止木馬或是其他類型病毒的功能，所以我們開(kāi)啟CPU防毒功能之外，還要安裝最新的殺毒軟件，這才是雙保險(xiǎn)，目前可以開(kāi)啟CPU防毒我們常用的系統(tǒng)是XP SP2/VISTA。