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Windows NT 内核与 Linux 内核相比哪个更安全?

回答
在讨论 Windows NT 内核与 Linux 内核的安全性时,需要明白“更安全”是一个相对的、多维度的概念,而非一个非黑即白的答案。两者都有各自的优势和劣势,并且安全性很大程度上也取决于配置、更新、用户的使用习惯以及运行环境。

为了深入探讨这个问题,我们可以从几个关键的维度进行比较:

1. 设计理念与代码库规模

Linux 内核: Linux 内核遵循开源的理念,由全球成千上万的开发者共同维护和审查。这意味着其代码库是公开透明的,任何人都可以查看、审计和贡献。这种“大众评审”机制理论上能够更快地发现并修复漏洞。然而,Linux 内核的代码库异常庞大且复杂,涵盖了从硬件驱动到各种系统服务的广泛功能。代码量庞大本身就意味着潜在的攻击面更大。
Windows NT 内核: Windows NT 内核是微软的闭源产品。虽然微软投入了巨大的资源来保障其安全性,并拥有专业的安全团队进行代码审查和漏洞修复,但其代码的透明度不如 Linux。其设计的历史也更长,经历了多个版本的演变,虽然微软在不断地重构和改进,但遗留的代码和设计决策有时会成为安全上的隐患。Windows NT 内核的整体代码量也相当可观,尤其是在包含大量用户模式组件时。

2. 权限模型与沙箱机制

Linux 内核: Linux 采用了经典的 Unix 式权限模型,基于用户、组和文件的读、写、执行权限。这个模型成熟且强大,可以进行非常细致的权限控制。此外,Linux 在近年来引入了许多现代安全特性,如 SELinux (SecurityEnhanced Linux) 和 AppArmor,它们提供了基于策略的强制访问控制 (MAC),能够更精细地限制进程的行为,即使它们以 root 权限运行。容器化技术(如 Docker 和 Kubernetes)更是基于 Linux 内核的命名空间 (namespaces) 和 cgroups 实现的,为应用程序提供了强大的隔离能力。
Windows NT 内核: Windows NT 内核也有一套完善的权限模型,基于安全标识符 (SID) 和访问控制列表 (ACL)。其权限管理相对更加精细,特别是对于文件系统、注册表和系统对象。Windows 在进程隔离方面也有投入,例如沙箱技术(如 Windows Sandbox)和应用容器,虽然它们的应用场景和实现方式与 Linux 的容器略有不同。微软也在不断增强用户账户控制 (UAC) 等机制,以限制用户或应用程序在未经授权的情况下进行高风险操作。然而,长期以来,Windows 存在一些“权限爆炸”的隐患,即某些应用程序或服务为了方便,获得了比实际需要更多的权限。

3. 漏洞数量与利用难度

Linux 内核: 由于其开源特性和庞大的代码库,Linux 内核经常会报告新的漏洞。然而,这些漏洞的严重程度和可利用性各不相同。许多漏洞可能需要特定的条件才能被利用,并且一旦被发现,社区修复的速度通常很快。攻击者要成功利用 Linux 内核漏洞,往往需要对系统有深入的了解,或者需要利用复杂的链式攻击。
Windows NT 内核: 微软也会定期发布安全更新来修复 Windows NT 内核中的漏洞。由于 Windows 的广泛应用,它一直是攻击者的主要目标,因此发现的漏洞数量可能不少。然而,很多被发现的 Windows 漏洞,特别是那些影响核心组件的,往往能够直接导致远程代码执行 (RCE) 或提权,对用户造成更直接和严重的威胁。微软在漏洞披露和补丁发布方面有严格的流程,但有时补丁发布后仍会出现新的漏洞。

4. 补丁管理与更新机制

Linux 内核: Linux 发行版通常提供频繁的安全更新,但用户需要主动管理和应用这些更新。不同的发行版(如 Ubuntu, CentOS, Fedora)有不同的更新机制和支持周期。对于服务器环境而言,及时应用内核更新至关重要,但这有时也可能带来兼容性问题。
Windows NT 内核: Windows 拥有强大的自动更新机制(Windows Update),可以定期为系统打补丁。对于普通用户而言,这大大降低了手动管理安全更新的门槛。然而,有时 Windows 的更新也会带来新的问题,甚至导致系统不稳定。对于服务器版本,IT 管理员通常会通过 WSUS (Windows Server Update Services) 或 SCCM (System Center Configuration Manager) 来控制更新的部署。

5. 生态系统与攻击面

Linux 内核: Linux 在服务器领域占据主导地位,特别是在云基础设施、嵌入式系统、超级计算机等领域。其应用场景非常广泛。然而,服务器环境的攻击面通常比桌面用户更复杂,需要更精细的安全配置。
Windows NT 内核: Windows 是全球最普及的桌面操作系统,同时也广泛应用于服务器领域。这意味着 Windows 拥有更大的用户基础,也自然成为黑客最喜爱的攻击目标。庞大的用户基数意味着任何一个新发现的、容易利用的漏洞都可能对数以亿计的用户造成影响。同时,Windows 生态系统包含了大量的第三方应用程序和驱动程序,这些组件的安全性也是整体系统安全的重要一环,但其质量良莠不齐,容易引入新的漏洞。

6. 内置安全特性与工具

Linux 内核: 除了前面提到的 SELinux/AppArmor,Linux 内核还内置了如 `iptables`/`nftables` (防火墙)、`seccomp` (系统调用过滤)、`namespaces` (进程隔离)、`cgroups` (资源控制) 等众多安全相关的功能,为构建安全系统提供了强大的底层支持。审计工具 (`auditd`) 和日志分析也十分强大。
Windows NT 内核: Windows NT 内核也集成了许多安全特性,如 BitLocker (全盘加密)、Defender (反病毒和防火墙)、SmartScreen (网页和下载保护)、AppLocker (应用控制策略) 等。其安全中心也提供了统一的管理界面。Windows 的日志记录和事件查看器也提供了详细的系统活动信息。

总结一下:

开源 vs. 闭源: Linux 的开源性带来了社区的监督和快速响应,但代码量巨大;Windows 的闭源性意味着微软的集中控制,但也缺乏透明度。
权限模型: 两者都有精细的权限控制,Linux 结合 SELinux/AppArmor 等提供了更强的强制访问控制能力,而 Windows 在 ACL 上也十分强大。
漏洞: 两者都存在漏洞,但利用方式和影响可能不同。Windows 因其广泛的应用和商业价值,是攻击者更频繁的目标。
用户群体: Windows 在桌面用户中的普及度极高,这使得其“暴露面”更大,更容易成为大规模攻击的目标。Linux 在服务器领域的统治地位也意味着其成为攻击者的重点关注对象,但往往是针对特定场景和配置。
易用性与配置: 对于普通用户来说,Windows 的安全更新机制更自动化,使用起来也更方便。但要达到 Linux 那样精细的安全配置,往往需要专业知识。

最终结论(非绝对):

从理论设计和可审计性来看,Linux 内核由于其开源特性,更容易被发现和修复漏洞,并且可以通过强大的安全模块(如 SELinux)实现更精细的访问控制。

然而,现实安全性却是一个复杂的综合体。Windows NT 内核在保护普通用户的桌面环境方面,通过自动更新和内置的安全工具,为大部分用户提供了相对“开箱即用”的安全保护。而Linux 内核的安全性则很大程度上依赖于管理员的配置能力、发行版的维护以及安全工具的集成。在服务器领域,经过精心配置和加固的 Linux 系统通常被认为比同等配置的 Windows 服务器更具安全性优势,尤其是在抵御针对性攻击方面。

因此,很难说“哪个内核绝对更安全”。更准确地说,它们各有千秋,在不同的应用场景和用户群体中,其安全性表现也会有所不同。选择哪个,更多地取决于你的具体需求、安全知识储备以及对风险的容忍度。一个未加固的 Linux 系统可能比一个打了最新补丁并启用了所有安全特性的 Windows 系统更不安全,反之亦然。

网友意见

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占坑,一点点的说。

先说内核的定义:狭义的WindowsNT内核指的就是NTOSKRNL.EXE,Linux内核就是Grub里指定的那个内核文件,这两个文件都不大,属于系统最核心的组件;广义的内核定义是:WindowsNT架构下的大部分SYS文件,Linux里所有工作在内核模式的进程。

因为WindowsNT是微内核(勉强算是吧),Linux则完全不属于微内核结构,就先从这种区别来说安全性吧:

微内核的好处就是核心的东西通常可靠性较高,并且如果某一个子系统挂掉的情况下,不会完全影响到内核的工作(当然实际NT情况不是这样),缺点就是外围驱动的代码无法控制,为此微软引入了数字签名之类的东西,从WIN7x64开始,没有签名的驱动是无法被加载的,这一点可以保证一些安全性。

Linux里内核包括了很多东西,编译内核的时候可以定制自己想要的东西,如果对自己想要的东西理解的足够多的话,那么驱动的安全性是可以保证的。但Linux的一大问题是LKM,LKM可以在root权限下动态载入任意一个内核代码。

从载入第三方代码的角度说,微软在WIN7以后安全性提高了很多,而Linux因为有LKM的存在,如果root权限被控制,那么任意指令都可以被载入到内核执行。

所以,我不太认为Linux的内核安全性比NT内核要高多少,虽然微软签名也有可能滥发,但LKM更可怕。

Windows使用IRQL之类的限制保证不同的代码运行在不同的内存空间下,理论上说,对硬件的资源控制是要优于Linux的。Linux在这方面没有提供更多的保护(或者,我不了解相关的情况)。注:此处的内存空间是指page和non-paged的区别。

剩下的我慢慢补充。

------------------补充1------------------

关于root权限的问题:

这是在对等的条件下进行比较的,Windows的管理员权限下是无法载入未验证的代码到内核的,Linux在root(管理员)权限下是可以载入任何未验证的代码到内核的。所以说从内核的结构上看对待ring0的代码来说Linux的保护机制更弱。

@deep-pro @殷红路

你们的说法我无法赞同,Windows非管理员权限是很安全的,但是没有人这么用,如果用Windows管理员权限与Linux一般用户去比较那么是不公平的。

另外,

@殷红路

以下是我找到的数据链接:

Usage share of operating systems

看不出Linux的占有率哪里明显高于Windows了,在服务器市场,IDC的数据仍然是Windows高于Linux,唯一的一组数据是安全领域Linux很高,但是点开那个引用数据可以看到那个数值是基于apache的应用的,Windows、Linux、Unix是都支持apache的,尤其在IDC的服务器上Apache+Windows的应用也是见过很多的,所以也没理由说Linux的占用率一定高于Windows。

----------------------------补充2----------------------------

讨论的是内核安全性,但我还要说说应用的事情,在应用的方面,Windows应用的安全性还是远远低于Linux的,虽然微软在vista以后加入了UAC这种控制,但易用性和安全性之间本身就是有矛盾的,在方便的同时是要牺牲一部分安全性的代价的。

Windows的应用漏洞多的不计其数,但也不是说Linux是完全安全的,Linux的代码来源未必都是可靠的,并且就算是可靠的也未必是安全的,比如今年的struts2漏洞,当然有人会说那不是Linux的,那好吧Windows的很多应用也不是微软发布的,在这之间没有明显的界限,不做进一步讨论了。

----------------------------补充3----------------------------

继续说安全性,说两个内核区别:

Windows内核的二次开发是非常困难的,比如,Linux里可以基于VFS很快建立一个自己的文件系统,自建文件系统的好处就是可以保证数据安全,而Windows想要扩展第三方文件系统是十分困难的,因为Windows内核里有太多的API是不公开或者没有明确文档说明的。

Windows内核的为了方便第三方软件工作提供了过滤驱动这种接口,这种设计简直是为木马软件专门留的后门。当然微软的策略是:方便自己封闭、也方便别人使用,但正是这种思路,也使得用户无法触及封闭的部分,使得开放的部分被人滥用,因此也就有了各种奇怪的保护手段,比如QQ密码框用的修改IDT表项之类的,Linux因为系统是开放的,应用软件有足够的手段去开发安全性更强的驱动、插件、系统调用。

所以NT内核的封闭性+开放API的做法很容易导致开放的部分被滥用,这一点对开发者而言是很不友好的,在这个方面,Linux取胜。

----------------------------补充4----------------------------

两个系统内核还有明显的区别,但跟安全性关联不大,比如:

系统调用,一个用int 0x80,另一个用sysenter,据说最新版本的Linux也是用sysenter,我没有考察过,二者安全性应该没太大区别,只存在于速度上。sysenter更快一点。

图形化组件是集成在Windows内核里的,但Linux的图形化不集成在内核里,集成内核的效果是图形化更快。但对于服务器而言,图形化组件不是一个必需的选项,Windows这么做其实是在浪费资源,并且也多了一个漏洞存在的可能性,因为Windows JPEG缓冲区溢出漏洞是能攻击到内核的。

Windows的调用栈更多,写过Windows驱动的人都知道IRP这个东西,一层一层的传递,效率其实很差的,浪费内存资源,所以Linux能精简,但Windows想精简都困难。

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