为什么Ubuntu Secure Boot对于保护您的计算机至关重要

引言

随着我们对技术的依赖日益加深，对能够保护系统免受未授权访问和恶意攻击的强大安全措施的需求也日益增长。一个关键的关注领域是系统的启动过程，这是一个容易受到攻击的阶段，恶意软件、Rootkit和其他威胁都可能在此阶段渗透并危及整个操作系统。这就是安全启动（Secure Boot）——UEFI（统一可扩展固件接口）的一项功能——发挥作用的地方，它提供了一种防御机制，防止在启动过程中加载未经授权的软件。

Ubuntu是最广泛使用的Linux发行版之一，它将安全启动作为其保护用户系统免受威胁的策略的一部分。虽然安全启动由于依赖于加密签名而在开源社区中引起了一些争议，但它在确保系统完整性方面的价值是不可否认的。在本文中，我们将探讨什么是安全启动，Ubuntu如何实现它，以及它在增强系统安全性方面的作用。

了解安全启动

什么是安全启动？安全启动是由PC行业成员开发的一项安全标准，旨在确保设备仅使用制造商信任的软件启动。它是UEFI固件的一项功能，在现代系统中已基本取代了传统的BIOS。安全启动的基本目的是防止未经授权的代码（例如Bootkit和Rootkit）在启动过程中执行，否则这些代码可能会在底层破坏操作系统。

通过要求参与启动过程的每一部分软件都使用受信任的证书进行签名，安全启动确保只有经过身份验证和验证的代码才能运行。如果检测到不受信任或未签名的引导加载程序或内核，则启动过程将被停止，以防止加载任何恶意软件。

安全启动的工作原理安全启动的核心是通过在UEFI固件中维护受信任密钥和签名的数据库来实现的。当系统启动时，UEFI会根据这些受信任的密钥验证引导加载程序（通常是Linux系统中的GRUB）的数字签名。如果引导加载程序的签名与已知的受信任密钥匹配，则UEFI将继续加载引导加载程序，然后继续加载操作系统内核。此链中的每个组件都必须具有有效的加密签名；否则，启动过程将停止。

如果系统启用了安全启动，它还会验证内核和模块的完整性。这增加了另一层安全性，确保不仅引导加载程序而且操作系统组件都是安全的。

安全启动与传统启动在安全启动之前，系统使用称为传统启动的启动过程，该过程不执行任何签名验证。传统启动只是加载它找到的任何引导加载程序，无论它是合法的还是恶意的。传统启动中缺乏验证使得系统容易受到Rootkit的攻击，Rootkit可以将自身嵌入引导加载程序并获得对系统的持久控制。

相比之下，安全启动通过要求对引导加载程序和内核进行加密验证提供了一种更安全的方法，从而大大降低了底层恶意软件的风险。

Ubuntu的安全启动实现

为什么Ubuntu采用安全启动？随着安全启动成为大多数现代硬件（尤其是在运行Windows的机器上）的标准功能，像Ubuntu这样的Linux发行版面临一个选择：要么找到一种方法来遵守安全启动，要么冒着被硬件制造商抛弃的风险。此外，随着越来越多的基于Linux的系统被部署在企业环境中，围绕启动时攻击的安全问题变得更加紧迫。Ubuntu采用安全启动不仅是为了确保与现代硬件的兼容性，而且是为了通过防止未经授权的软件在启动时加载来增强其用户系统的安全性。

Ubuntu如何利用安全启动？Ubuntu使用安全启动来签署其引导加载程序（GRUB）和内核，确保只有授权的和受信任的软件才能在启动过程中运行。这意味着当用户安装或更新Ubuntu时，系统会检查引导加载程序和内核是否由UEFI固件信任的密钥签名。

Ubuntu与Microsoft的第三方UEFI签名服务合作，以确保其引导加载程序为绝大多数硬件所信任。虽然对于Linux发行版依赖于Microsoft服务似乎违反直觉，但这对于确保Ubuntu与尽可能广泛的UEFI启用设备兼容是一个切实可行的解决方案。

Ubuntu的密钥管理安全启动的关键部分是管理验证引导加载程序和内核的加密密钥。在Ubuntu中，受信任的密钥存储在UEFI固件中，这些密钥用于验证系统启动组件的签名。Ubuntu依赖于一组小的受信任密钥，包括它自己的密钥和Microsoft UEFI第三方证书颁发机构密钥。使用这些密钥确保Ubuntu系统在保持与UEFI硬件兼容性的同时保持安全。

在Ubuntu中使用安全启动的好处

防止Rootkit和Bootkit安全启动最重要的优点之一是它能够防止安装Rootkit和Bootkit，它们是感染引导加载程序或内核并可能在重新安装操作系统后仍然存在的恶意软件类型。通过验证引导加载程序和内核的完整性，安全启动确保这些类型的恶意软件无法在启动过程中运行，从而保护系统免受底层攻击。

确保系统完整性安全启动不仅防御外部威胁，还确保系统本身的完整性。如果恶意行为者获得对系统的访问权限并试图修改引导加载程序或内核，安全启动将检测未经授权的更改并阻止系统启动。这使得攻击者更难以持续存在于系统中，因为对关键启动组件的任何修改都将被标记并停止。

启用企业安全性许多企业要求系统符合严格的安全标准，尤其是在保护敏感数据方面。安全启动在满足这些标准方面发挥着至关重要的作用，因为它确保只有受信任的、已签名的软件才能在启动过程中运行。在安全性至关重要的企业环境中，安全启动有助于在系统之间保持一致且安全的基础。

围绕安全启动的挑战和争议

与开源和自定义内核的兼容性围绕安全启动的主要争议之一，尤其是在Linux社区中，是它可能给想要运行自定义内核或未签名模块的用户带来的困难。由于安全启动要求所有启动组件都必须签名，因此编译自己的内核或安装未签名的第三方驱动程序的用户可能会发现他们的系统无法在启用安全启动的情况下启动。

Ubuntu通过允许用户将其自己的机器所有者密钥（MOK）注册到UEFI固件来解决这一挑战。这允许用户签署他们自己的内核和模块，使他们能够灵活地运行自定义软件，同时保持安全启动的安全优势。

双启动问题双启动Ubuntu和Windows的用户可能会遇到安全启动问题。Windows也使用安全启动，它可能有一套与Ubuntu不同的受信任密钥。如果同时为两个操作系统启用安全启动，这可能会导致启动过程中的冲突。

为了减轻这种情况，许多用户选择在双启动时禁用安全启动。但是，Ubuntu还提供了有关配置UEFI的指南，以便两个操作系统都可以与安全启动一起使用。

撤销和密钥管理问题如果密钥被撤销，无论是由于安全漏洞还是证书过期，依赖该密钥的系统都可能无法启动。Ubuntu提供管理撤销和密钥注册的工具，以最大限度地减少此类情况下的中断。但是，有效地管理这些密钥需要一定的技术知识，这对经验不足的用户来说可能具有挑战性。

如何在Ubuntu上启用/禁用安全启动

检查是否启用了安全启动用户可以轻松检查其系统上是否启用了安全启动。从终端运行以下命令：

<code>mokutil --sb-state</code>

将显示安全启动当前是启用还是禁用。

启用安全启动对于安全启动禁用的系统，启用它需要访问UEFI设置。这通常是在启动过程中按F2或Del之类的键来进入UEFI/BIOS菜单来完成的。在设置中，用户可以导航到“安全”或“启动”部分并启用安全启动。

禁用安全启动某些用户可能需要禁用安全启动才能安装未签名的驱动程序或自定义内核。这也可以通过UEFI设置来完成。但是，重要的是要了解禁用安全启动的安全隐患，因为这可能会使系统在启动过程中面临潜在威胁。

高级用例中的安全启动

自定义内核的安全启动对于编译自己内核的高级用户，Ubuntu允许使用他们自己的密钥来签署这些自定义内核。此过程涉及生成密钥对、签署内核以及使用MOK将密钥注册到UEFI固件中。虽然这增加了管理自定义内核的一些复杂性，但它允许用户充分利用安全启动，而不会影响灵活性。

管理安全启动密钥（MOK - 机器所有者密钥）MOK系统为用户提供了一种管理他们自己的安全启动密钥的方法。这允许开发人员和高级用户签署他们自己的内核模块或驱动程序，将他们的密钥注册到UEFI固件中，并确保他们的自定义代码可以在启用安全启动的系统上运行。Ubuntu提供mokutil之类的工具来管理MOK密钥，使该过程对用户尽可能简化。

Ubuntu安全启动的未来

Ubuntu安全启动的改进Ubuntu在每个新版本中都会不断改进其对安全启动的支持。即将推出的版本预计将包括增强的密钥管理工具、对自定义内核签名的更好支持以及与UEFI标准的更好集成。随着越来越多的用户和企业采用Ubuntu，改进安全启动将仍然是一个重点。

安全启动在Ubuntu安全路线图中的作用随着安全威胁的演变，Ubuntu的安全启动实现将在其更广泛的安全策略中继续发挥关键作用。通过确保系统只能启动受信任的软件，安全启动有助于防止各种攻击，从恶意软件感染到未经授权的访问。Ubuntu致力于在安全性和灵活性之间取得平衡，这将推动安全启动的未来发展。

结论

安全启动是保护Ubuntu系统免受未经授权访问和确保系统完整性的重要功能。虽然它可能对需要运行自定义软件的高级用户构成挑战，但安全启动的好处远远超过潜在的不便。通过防止Rootkit和Bootkit等底层攻击，安全启动确保Ubuntu仍然是个人和企业使用的安全可靠的操作系统。随着Ubuntu的不断发展，安全启动将继续在其为各种设备提供安全计算环境的使命中发挥关键作用。

以上是为什么Ubuntu Secure Boot对于保护您的计算机至关重要的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！