为了证明 Windows 11 有多安全，微软亲自「黑」掉了自家电脑

Posted 2021-11-04 程序员的店小二

信息安全就像疾病，察觉到出问题时往往就晚了

2015 年微软发布 Windows 10 时，微软开发人员 Jerry Nixon 曾称 Windows 10 将会是 Windows 最后一个版本，未来微软将只会在 Windows 10 平台上新增功能和修补漏洞。

在 Windows 10 之前，Windows 的版本更新周期基本维持在 3-4 年左右，像 Windows 10 这样运营 6 年仍未迎来大更新的版本实属少见。

就在大家都以为，微软已为 Windows 画上句号时，微软突然宣布了 Windows 11 的来临。

无论微软是不是在打自己过去的脸，Windows 11 还是给与 Windows 10 朝夕相处 6 年之久的老用户们带来很多新鲜感，并且这次升级是免费的，很多用户在正式版发布后便纷纷打算升级体验。

然而，一些电脑硬件比较旧的用户却发现，自己的电脑不满足 Windows 11 的升级要求。

更奇葩的是，这并不是因为其电脑的 CPU 性能不足，或者硬盘、内存的容量不够，而是因为一颗从来没听过的芯片——TPM 2.0 安全芯片。

「啥 TPM 芯片，Intel 的还是 AMD 的？」

由于 Windows 系统的安全性一直饱受诟病，微软在 2011 年联合了多家 PC 厂商一起推广 TPM 安全芯片，以提高 Windows 系统的防御力，从此开始基本上每台电脑出厂时都会内置 TPM 1.2 芯片。

简单来说，TPM 芯片专门用于处理电脑的加密密钥，可以起到安全认证、密钥储存等作用，相比起软件的安全防护，TPM 提供的硬件级防护要封闭得多，所以更不易遭到病毒等恶意软件入侵和篡改。

新的 CPU 已经集成了 TPM 2.0 芯片

2016 年，TPM 2.0 芯片开始推广，不少厂商也跟上了更新的步伐，不过当时的用户们基本察觉不到这种「细枝末节」的升级，直到 Windows 11 的推出。

一些还在使用 TPM 1.2 时代硬件的用户指责微软借 Windows 11 升级强推 TPM 2.0 芯片的目的，其实是为了刺激老用户更换新的硬件，加速硬件淘汰的速度。

因此他们研究出了很多能够绕过 TPM 芯片检测的方法强行升级 Windows 11，这些方法被形象地称之为「偷渡」。

微软为此解释称，推广 TPM 2.0 芯片的目的，其实是为了应对越来越严峻的信息安全问题。

微软的安全研究人员发现，利用硬件固件漏洞（CPU、内存、硬盘等）攻击系统的行为正在日益渐增，并且这种恶意代码很难被检测或者清除，一旦感染，用户只能重装系统或者更换硬盘。

这些漏洞不仅会威胁用户的信息安全，还会间接地对现实世界造成严重的影响，例如前些年让全球陷入信息安全恐慌的勒索软件一度让医院、加油站等重要机构的电脑瘫痪，造成了难以挽回的损失。

为了更直观地解释 TPM 2.0 芯片的重要性，微软决定亲自化身「黑客」，演示 Windows 11 在遭到入侵时是如何抵御的。

到底安不安全，入侵一下便知道

微软首席「内鬼」

微软请出了微软企业和操作系统的安全主管 David Weston 来演示这场入侵。

David 在微软建立了专业的黑客队伍，他的工作就是要比黑客更快一步找到威胁系统的安全问题，因此在攻击 Windows 这块，他可以说是个专家。

David 首先演示的是远程入侵一台没有开启 TPM 保护或安全启动的 Windows 10 电脑，然后在这台傀儡机上安装勒索软件，锁定其硬盘。

 

入侵的过程非常简单，David 找到了一个开放的 RDP 端口，在远程强制登陆了这台电脑。

而攻破其系统密码的过程也很粗暴，就是检索各种已泄露的密码本来不断尝试解锁，经过几分钟或几天的时间暴力破解就能攻破。

 

一旦被黑客成功进入系统，那么傀儡机基本上就丧失了控制权，黑客可以随意植入勒索软件等木马，更改系统的引导文件，这时即使用 WinPE 或 WinRE 修复硬盘，也不能保证能够完全恢复系统分区。

想要解锁重要的数据，用户就不得不用比特币等加密货币向黑客支付高昂的赎金。

Windows 11 能够怎么保护这些重要文件免受「绑架」呢？David 称解决的办法并不复杂，那就是使用自带的「安全启动模式」。

‍在 Windows 11 的安全模式下，系统在启动时会检查启动程序的代码与密钥是否与 TPM 芯片的信息一致，确认其是否被修改。

再根据运行的健康引导日志，以正确的引导文件运行，拒绝勒索软件的修改，使你可以正常登陆 Windows 备份文件，从而将勒索入侵的损失降到最低。

演示完远程控制后，David 接着演示了另一种面对面的安全破解——用小熊软糖破解指纹识别。

由于伪造一个完全相同的指纹非常困难，在大多数人固有印象里指纹识别非常安全。

想要强行破开指纹识别这道安全大门确实是个难题，但绕开它直接进入系统却是有可能的。

 

David 准备了一个名为 PCI leech 的设备，它能够通过雷电接口直接访问电脑内存的信息，只要给电脑打上一个「任何信息都能解锁」的补丁，那么就能成功绕开指纹信息进入电脑。

这时候，用任何有导电性的物体（手指、鼻子或者小熊软糖等）都能解开电脑，从而访问所有隐私内容。

这种针对内存的攻击并不罕见，因为很多程序在运行时数据都会储存短暂地在内存之中，攻击者就会利用这个契机乘机修改数据。

如果你的电脑落入了懂得相关技术的不法分子手里，那么你收藏夹里的「机密文件」大概率是凶多吉少了。

 

不过如果你恰好使用了 TPM 芯片防护入侵，那么一切都将另当别论。

David 随之在一台 Windows 11 系统电脑上做了相同的入侵演示，结果发现指纹识别依然能正确工作。

这是因为，这时指纹识别的信息已经不再是简单地储存在内存中，而是被隔离出来，锁定在一个独立、安全的虚拟区域，每次读取都需要密钥的校验。

而密钥则储存在与外界隔绝的 TPM 芯片之中，安全性大大提高。

David 称目前 Windows 11 中很多安全功能也能够在 Windows 10 中使用，只是在上一个版本这些功能还只是可选功能，而现在为了提高 Windows 11 的安全性能而默认启用。

因此，无论你是否打算从 Windows 10 升级到 Windows 11，微软都建议你检查自己的 TPM 版本，并在 Bios 将其启用。

是时候该重视安全芯片了

除了能进行系统级安全防护以外，TPM 2.0 芯片的保护措施还有很多，最为常见的应该就是从 Windows Vista 时期加入的 Bitlocker。

对于企业级用户而言，Bitlocker 驱动加密已经变得不可或缺。Bitlocker 是一种全卷加密技术，简单来说就是能给你的硬盘上一把锁，即使硬盘被盗，小偷也不能从中读取信息。

保护信息的关键，就是 TPM 2.0 芯片。当你为你的磁盘进行加密时，加密的部分密钥会储存在主板的 TPM 芯片之中。

这样不仅能够提供安全性更高的加密保护，而且当你的硬盘不幸落入他人之手，也会因为缺少 TPM 芯片上的密钥而无法使用，提供了强有力的脱机保护。

在数字货币和虚拟资产流行的当下，很多「数字大亨」价值数十万美元的 NFT 资产、数字钱包密钥可能就保存在电脑硬盘之中，一旦遗失后果不堪设想。

因此对于个人用户来说，利用类似 Bitlocker 等硬件级加密技术保护自己的重要数据也很有必要。

TPM 芯片除了可以数据安全，还有一些你意想不到的用途，例如用于游戏防作弊。

近年来我们见证了不少现象级游戏突然爆火，例如《绝地求生》《APEX》《糖豆人》等，它们爆火的原因各不相同，但「凉掉」的理由大多一致——外挂太多了。

游戏开发者与作弊者的斗争，从游戏诞生的一日起便从未停止，而现在，有些开发者决定用更严苛的手段对付作弊者，其中就包括了《英雄联盟》的开发商拳头游戏。

拳头游戏新作《无畏契约》的防作弊系统 Vanguard 会检测 Windows 11 的玩家是否启用 TPM 2.0，如果未启用将不能进入游戏。

有安全专家分析，拳头游戏是打算通过 TPM 2.0 芯片确认作弊者的硬件信息，并对设备进行永久封禁。

《无畏契约》的措施是激进且大胆的，这可能会为其他网游公司带来启发，用物理封禁拉高作弊者的成本，但同时也有人这种更严格的监管是对个人隐私的进一步侵犯。

不过在 Windows 11 的推动下，类似《无畏契约》这种需要调用 TPM 2.0 芯片的游戏或应用也许会变得越来越多。届时，更高标准的信息安全防护需求，可能会成为人们更换设备的新理由。

本文来自微信公众号“爱范儿”，作者：黄智健