Управление учетными записями
пользователей (UAC) — функция Windows Vista, которую часто
недооценивают. В моей серии из трех статей в журнале TechNet
Magazine, посвященной нововведениям в ядре Windows Vista,
которую можно прочесть на веб-узле technetmagazine.com, я не
касался UAC, поскольку чувствовал, что эта тема достойна отдельной
статьи.
В этой статье мы затронем
проблемы, которые решает UAC, а также архитектуру и реализацию ее
ключевых технологий. Эти технологии включают пересмотр операций,
которые ранее требовали административных прав; облегченную
виртуализацию, которая помогает программам правильно работать без
административных привилегий; возможность явного запроса программами
административных прав и изоляцию административных процессов от
неадминистративных, работающих в той же пользовательской
системе.
Назначение
UAC
Функция UAC призвана
обеспечить пользователям возможность работать с правами обычного
пользователя, не прибегая к административным. Обладая
административными правами, пользователь может просматривать и
изменять любую часть операционной системы, включая код и данные
других пользователей и даже самой Windows®. Без административных прав пользователи не
могут случайно (или преднамеренно) изменить системные параметры,
вредоносная программа не может изменить параметры системной
безопасности или отключить антивирусное программное обеспечение, а
пользователи не могут нарушить безопасность важных данных других
пользователей на общедоступных компьютерах. Работа с правами
обычного пользователя, таким образом, помогает уменьшить количество
срочных вызовов службы поддержки в корпоративных средах, смягчить
ущерб от вредоносной программы, способствует более четкой работе
домашних компьютеров и защищает уязвимые данные на
общедоступных.
С помощью UAC предполагалось
решить несколько проблем с тем, чтобы работа под учетной записью
обычного пользователя стала общепринятой практикой. Во-первых, до
Windows Vista™ общепринятой моделью использования Windows была
работа с привилегиями администратора. Разработчики программного
обеспечения почему-то считали, что их программы должны иметь
получать доступ и изменять любой файл, параметр реестра или
настройку операционной системы. Даже когда в Windows NT® были введены функции безопасности и разные
уровни доступа для административных учетных записей и обычных
пользователей, в процессах настройки продолжала широко
использоваться встроенная учетная запись “Администратор” или учетная
запись, входящая в группу “Администраторы”.
Второй проблемой, которую
должна была решить функция UAC, было то, что пользователи иногда
нуждаются в административных правах для выполнения таких операций,
как установка программного обеспечения, изменение системного времени
и открытие портов в брандмауэре.
Решение этих проблем с
помощью UAC состоит в том, чтобы большинство приложений запускать с
правами обычного пользователя, исключить потребность в частом
использовании прав администратора и поощрять разработчиков
программного обеспечения создавать приложения, работающие с правами
обычного пользователя. UAC достигает этого, реже требуя
административных прав, обеспечивая работу более ранних версий
приложений с правами обычного пользователя, позволяя обычным
пользователями легко получать административные права (когда они в
них действительно нуждаются), а администраторам — работать так, как
если бы они были обычными пользователями.
Работа с правами обычного
пользователя
В ходе полной проверки всех
административных операций во время разработки Windows Vista было
установлено, что многие из них могли бы выполняться обычными
пользователями без ущерба для безопасности системы. К примеру, даже
корпорации, в которых на настольных системах Windows XP принято
использовать учетные записи обычных пользователей, не могли удалить
своих мобильных пользователей из группы “Администраторы” по той
простой причине, что Windows XP не делает отличий между изменением
часового пояса и изменением системного времени. Пользователь
переносного компьютера, который хочет настроить локальный часовой
пояс так, чтобы в поездках его встречи правильно отображались в
календаре, должен иметь привилегию “Изменение системного времени”
(внутреннее имя SeSystemTimePrivilege), которая по умолчанию
предоставляется только администраторам.
Время обычно используется в
протоколах безопасности, таких как Kerberos, но часовой пояс влияет
только на способ отображения времени. Поэтому в Windows Vista
добавлена новая привилегия, “Изменение часового пояса”
(SeTimeZonePrivilege), которая назначена группе “Пользователи” (см.
рис. 1). Это позволяет корпоративным
пользователям переносных компьютеров работать с учетными записями
обычных пользователей.
Рис.
1 Привилегия “Изменение часового
пояса”
Windows Vista также позволяет
обычным пользователям настраивать параметры WEP-шифрования при
подключении к беспроводным сетям, создавать подключения к
виртуальной частной сети, изменять параметры управления
электропитанием и устанавливать критические обновления Windows.
Кроме того, в Windows Vista введены параметры групповой политики, с
помощью которых обычные пользователи могут устанавливать драйверы
принтера и других устройств, одобренные ИТ-администраторами, и
устанавливать элементы управления ActiveX®
с одобренных администраторами веб-узлов.
А что же потребительские и
бизнес-приложения, которые неправильно работали с учетными записями
обычного пользователя? Хотя для работы некоторых программ
действительно требуются административные права, многие из них
совершенно необоснованно хранят пользовательские данные в областях,
общих для всей системы. Корпорация Майкрософт рекомендует, чтобы
установщики глобальных приложений, которые должны работать с
административными правами, для хранения исполняемых файлов и
вспомогательных данных приложений создавали подкаталоги в каталоге
%ProgramFiles%, а для параметров приложений — подраздел в разделе
реестра HKEY_LOCAL_MACHINE\Software. Приложение может работать с
разными учетными записями пользователей и поэтому должно хранить
данные пользователей в соответствующих им каталогах %AppData%, а
параметры, относящиеся к данному пользователю — в профиле
пользователя в разделе реестра HKEY_CURRENT_USER\Software. Учетные
записи обычного пользователя не имеют доступа для записи к каталогу
%ProgramFiles% и разделу HKEY_LOCAL_MACHINE\Software. Однако,
поскольку большинство систем Windows является однопользовательскими,
а большинство пользователей вплоть до Windows Vista были
администраторами, то приложения, даже если неправильно сохраняли
пользовательские данные и параметры в этих местах, в любом случае
работали.
В Windows Vista эти старые
приложения могут работать с учетными записями обычного пользователя
за счет применения виртуализации файловой системы и пространства
имен реестра. Когда приложение изменяет данные в частях файловой
системы или реестра, общих для всей системы, и эта операция проходит
неудачно из-за отказа в доступе, Windows перенаправляет операцию в
область соответствующего пользователя. Когда приложение считывает
данные из системно-глобального размещения, Windows сначала проверяет
данные в области пользователя и, если их там не находит, разрешает
чтение из глобального размещения.
Для целей этой виртуализации
Windows Vista обрабатывает процесс как устаревший, если он
32-разрядный (а не 64-разрядный), выполняется не с административными
правами и не имеет файла манифеста, указывающего, что он написан для
Windows Vista. Любые операции, происходящие из процесса, не
подпадающего под это определение, включая доступ к сетевому общему
файловому ресурсу, не виртуализуются. Состояние виртуализации
процесса хранится в виде флага в его маркере, представляющем собой
структуру данных ядра, которая отслеживает контекст безопасности
процесса, включая его учетную запись пользователя, членство в
группах и привилегии.
Чтобы увидеть состояние
виртуализации процесса, можно добавить столбец “Виртуализация” к
странице “Процессы” диспетчера задач. На рис.
2 показано, что для большинства компонентов Windows Vista,
включая диспетчер окон рабочего стола (Dwm.exe), подсистему
клиент-серверной среды выполнения (Csrss.exe) и проводник,
виртуализация отключена, поскольку они либо обладают манифестом
Windows Vista, либо выполняются с административными правами и,
следовательно, не допускают виртуализацию. Для обозревателя Internet
Explorer® (iexplore.exe) виртуализация
включена, так как он может поддерживать элементы управления ActiveX
и сценарии и не должен полагаться на то, что они будут правильно
работать с правами обычного пользователя.
Рис.
2 Состояние виртуализации в окне
диспетчера задач
Области файловой системы,
виртуализуемые для устаревших процессов, — это %ProgramFiles%,
%ProgramData% и %SystemRoot%, за исключением некоторых определенных
подкаталогов. Однако из виртуализации исключаются все файлы с
расширением исполняемого файла, в том числе EXE, BAT, SCR, VBS и
другие. В результате программы, которые обновляют себя под учетной
записью обычного пользователя, терпят сбой вместо создания частных
версий своих исполняемых файлов, которые не видны администратору,
запускающему глобальный модуль обновления. Чтобы добавить к списку
исключений дополнительные расширения, введите их в следующем разделе
реестра и перезагрузите компьютер:
HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\ Services\Luafv\Parameters\ExcludedExtensionsAdd
Для ввода
нескольких расширений следует использовать мультистроковый тип,
вводя каждое расширение в отдельной строке без начальной точки.
Изменения, производимые в
виртуализованных каталогах устаревшими процессами, перенаправляются
в виртуальный корневой каталог пользователя,
%LocalAppData%\VirtualStore. Например, если виртуализованный
процесс, работающий в моей системе, создает файл
C:\Windows\Application.ini, фактически создается файл
C:\Users\Markruss\AppData\Local\VirtualStore\Windows\Application.ini.
Элемент пути Local указывает на тот факт, что если учетная запись
имеет перемещаемый профиль, виртуализованные файлы не перемещаются с
остальной частью профиля.
Если в проводнике перейти к
каталогу, содержащему виртуализованные файлы, на панели инструментов
появляется кнопка “Файлы совместимости” (рис.
3). Нажатие этой кнопки открывает соответствующий подкаталог
VirtualStore, в котором собраны виртуализованные файлы.
Рис.
3 Кнопка “Файлы совместимости”
говорит о наличии где-то рядом виртуализованных файлов
На рис.
4 показано, как драйвер фильтра UAC для виртуализации файлов
(%SystemRoot%\System32\Drivers\Luafv.sys) реализует виртуализацию
файловой системы. Поскольку это драйвер фильтра файловой системы, он
видит все операции в файловой системе, но реализует функциональные
возможности только для операций из устаревших процессов. Как видно
на рисунке, он изменяет путь целевого файла для устаревшего
процесса, который создает файл в размещении, общем для всей системы,
но не делает этого для процесса приложения Windows Vista,
работающего с правами обычного пользователя. Устаревший процесс
полагает, что операция прошла успешно, если она фактически создала
файл в размещении, полностью доступном пользователю. Но применяемые
по умолчанию разрешения для каталога \Windows не дают доступа к нему
приложению, написанному для Windows Vista.
Рис. 4 Виртуализация файловой системы
Виртуализация реестра
реализована несколько иначе, чем виртуализация файловой системы.
Виртуализованные разделы реестра включают большую часть ветви
HKEY_LOCAL_MACHINE\Software, но есть и многочисленные исключения,
например следующие:
HKLM\Software\Microsoft\Windows
HKLM\Software\Microsoft\Windows NT
HKLM\Software\Classes
Виртуализуются только
разделы, которые часто изменяются устаревшими приложениями, но не
вызывают проблем совместимости или взаимодействия. Windows
перенаправляет операции изменения виртуализуемых разделов устаревшим
приложением в виртуальный корневой раздел реестра пользователя в
разделе HKEY_ CURRENT_USER\Software\Classes\VirtualStore. Этот
раздел расположен в файле
%LocalAppData%\Microsoft\Windows\UsrClass.dat, в кусте Classes
пользователя, который, как и все прочие данные виртуализованных
файлов, с перемещаемым профилем пользователя не перемещается.
Вместо хранения
фиксированного списка виртуализованных размещений, как это делается
для файловой системы, состояние виртуализации раздела хранится в
виде флага REG_ KEY_DONT_VIRTUALIZE в самом разделе. С помощью
служебной программы Reg.exe можно просмотреть этот флаг, а также два
других флага, связанные с виртуализацией, — REG_KEY_
DONT_SILENT_FAIL и REG_KEY_ RECURSE_FLAG (см. рис. 5). Если флаг REG_KEY_DONT_SILENT_FAIL
установлен и раздел не виртуализован (установлен флаг
REG_KEY_DONT_VIRTUALIZE), устаревшему приложению, которому иначе
было бы запрещено выполнять операции с разделом, предоставляется
любой уровень доступа к разделу, который имеет пользователь, вместо
доступа, затребованного приложением. Флаг REG_KEY_RECURSE_FLAG
указывает, наследуют ли новые разделы флаги виртуализации
родительского раздела, а не только флаги, применяемые по
умолчанию.
Рис.
5 Служебная программа Reg
показывает флаги виртуализации
На рис.
6 показано, как виртуализация реестра реализуется диспетчером
конфигураций, который управляет реестром в ядре операционной
системы, Ntoskrnl.exe. Как и в случае с виртуализацией файловой
системы, устаревший процесс, создающий подраздел виртуализованного
раздела, перенаправляется в виртуальный корневой раздел реестра
пользователя, но процессу Windows Vista будет отказано в доступе
применяемыми по умолчанию разрешениями.
Кроме виртуализации файловой
системы и реестра, для правильной работы с правами обычного
пользователя некоторых приложений требуется дополнительная
поддержка. Например, приложение, которое проверяет членство учетной
записи, под которой оно работает, в группе “Администраторы”,
откажется работать, если учетная запись не входит в эту группу.
Поэтому Windows Vista определяет ряд режимов совместимости
приложений с тем, чтобы такие приложения всё равно смогли работать.
Эти режимы совместимости, обычно применяемые к устаревшим
приложениям для операций с обычными правами, показаны на рис. 7.
Рис 7 Общие режимы совместимости для пользователей
Режим совместимости
Назначение
| ElevateCreateProcess |
Изменение функции CreateProcess для обработки ошибок ERROR_ELEVATION_REQUIRED путем вызова службы сведений о приложении для вывода запроса на повышение. |
| ForceAdminAccess |
Имитация запросов членства в административных группах. |
| VirtualizeDeleteFile |
Имитация успешного удаления глобальных файлов и каталогов. |
| LocalMappedObject |
Добавление объектов глобальных областей в пространство имен пользователя. |
| VirtualizeHKCRLite, VirtualizeRegisterTypeLib |
Перенаправление глобальной регистрации COM-объектов в разделы пользователей. |
ИТ-специалисты в корпорациях могут
использовать такие инструменты, как набор средств для обеспечения
совместимости приложений (ACT), который можно получить на веб-узле
technet.microsoft .com/windowsvista/aa905066.aspx, и служебную
программу – анализатор обычного пользователя (SUA) из этого набора
или воспользоваться блогом Аарона Маргозиса (Aaron Margosis) LUA
Buglight, где можно определить требования для режимов
совместимости бизнес-приложений. Режимы совместимости назначаются
для приложения с помощью администратора совместимости, также
входящего в состав ACT, затем результирующая база данных
совместимости (файл SDB) развертывается на настольных системах
согласно групповой политике. Следует отметить, что в случае
необходимости виртуализация может быть полностью отключена для
системы с помощью параметра локальной политики безопасности.
Эффекты виртуализации
Состояние виртуализации процесса можно изменить, выбрав
“Виртуализация” в контекстном меню, которое появляется, если
щелкнуть процесс правой кнопкой мыши в окне диспетчера задач. На
рис. А показано поведение командной строки при изменении ее
состояния виртуализации. Командная строка запускается с отключенной
виртуализацией, поскольку обладает манифестом Windows Vista.
Поскольку она работает с правами обычного пользователя, создать файл
в каталоге \Windows ей не удается, но после виртуализации с помощью
диспетчера задач файл, вроде бы, успешно создается. После
возвращения отключенного состояния виртуализации командной строки
она не сможет найти файл, который на самом деле находится в
виртуальном хранилище пользователя.
Рис.
А Изменение состояния
виртуализации
