Was ist Kernel-Isolation und warum beeinträchtigt sie die Leistung in Windows 11?

¿Was ist Kernel-Isolation und warum beeinträchtigt sie die Leistung in Windows 11? Wenn Sie Windows 10 oder Windows 11 verwenden, sind Sie wahrscheinlich schon einmal auf diese Option gestoßen. „Kernel-Isolation“ in der Windows-Sicherheit Und Sie stehen ratlos da: Was ist das? Bringt es irgendetwas? Warum laufen manche Spiele schlechter, wenn man es aktiviert? In diesem Artikel erfahren Sie es ein für alle Mal.

Schauen wir uns das genauer an. Was versteht man unter Kernel-Isolation, welche Rolle spielt die Speicherintegrität und wie wirkt sie sich auf die Leistung aus? (insbesondere bei Spielen) und welche Alternativen Ihnen zur Verfügung stehen, falls Ihr PC nicht kompatibel ist oder Sie eine andere Sicherheitsstrategie bevorzugen. Sie erfahren außerdem, wie Sie die Funktion in Windows 10 und Windows 11 aktivieren bzw. deaktivieren und welche Hardware- und BIOS-Anforderungen Sie erfüllen müssen.

Was ist Kernel-Isolation in Windows?

Die sogenannte Kernisolierung, Kernisolierung in der Microsoft-TerminologieEs handelt sich um eine in Windows integrierte, fortschrittliche Sicherheitsfunktion, die auf Hardwarevirtualisierung basiert, um eine Art Blase um die sensibelsten Prozesse des Betriebssystems zu schaffen.

In der Praxis bewirkt es Folgendes: die kritischsten Komponenten von Windows (der Kernel und bestimmte sicherheitsrelevante Prozesse) Sie laufen nicht im selben Speicherbereich wie die übrigen Prozesse und Treiber. Stattdessen laufen sie in einer virtualisierten Umgebung, die von einem Hypervisor überwacht wird, was die Wahrscheinlichkeit, dass Schadcode in den Kernel eindringt, erheblich reduziert.

Stellen Sie sich vor, Windows würde eine „virtuelle Wand“ zwischen dem Systemkern und dem Rest der SoftwareWenn Schadsoftware also versucht, eine Schwachstelle in einem Treiber oder einer Anwendung auszunutzen, um ihre Berechtigungen zu erweitern, stößt sie auf eine zusätzliche Hürde, bevor sie das Herzstück des Systems erreichen kann.

Diese Funktion ist besonders relevant gegen Angriffe, die auf einer sehr niedrigen Ebene operieren, zum Beispiel Schadsoftware, die sich als Gerätetreiber tarntRootkits oder Techniken, die versuchen, Code in privilegierte Systemprozesse einzuschleusen.

Eng mit der Kernisolierung verbunden ist eine weitere grundlegende Säule: die Speicherintegrität (Speicherintegrität oder HVCI), das ist der Teil, den Sie am häufigsten in der Windows-Sicherheitsoberfläche sehen und der üblicherweise Probleme mit der Leistung und der Treiberkompatibilität verursacht.

Was ist High-Visual Memory Integrity (HVCI) und wie funktioniert es?

Im Bereich „Kernisolierung“ finden Sie eine Option mit dem Namen „Speicherintegrität“Diese Funktion, auch bekannt als HVCI (Hypervisor-Protected Code Integrity), ist dafür verantwortlich, die Ausführung von nicht vertrauenswürdigem Code in Hochsicherheitsprozessen, insbesondere auf Kernel-Ebene, zu verhindern.

Um dies zu erreichen, nutzt Windows Hardwarevirtualisierung, um eine isolierte Umgebung zu schaffen, die Es schützt Code, der mit erhöhten Berechtigungen ausgeführt wird.Daher müssen Treiber und Komponenten, die versuchen, in diesem sensiblen Bereich geladen zu werden, bestimmte Signatur- und Sicherheitsanforderungen erfüllen; andernfalls werden sie blockiert.

Stellen Sie sich vor, Sie öffnen ein schädlicher E-Mail-AnhangOhne diese Schutzmaßnahmen könnte Schadsoftware versuchen, eine Schwachstelle in einem Systemtreiber oder -dienst auszunutzen, um in den Kernel einzudringen. Mit aktivierter Speicherintegrität ist der Schadcode in einer Umgebung mit geringeren Berechtigungen „gesperrt“ und kann nicht dort eingeschleust werden, wo er den größten Schaden anrichten würde.

Zusätzlich zur Speicherintegrität bietet Microsoft eine weitere Option an namens „Microsofts Liste blockierter, anfälliger Treiber“Wenn diese Option aktiviert ist, verhindert Windows das Laden bestimmter Treiber, die Microsoft selbst als problematisch oder mit bekannten Sicherheitslücken eingestuft hat.

Dieser gesamte Ansatz fügt sich in die virtualisierungsbasierte Sicherheitsstrategie ein, wo Die risikoreichsten Prozesse werden vom Rest des Systems getrennt gehalten. um den Umfang der Angriffe einzuschränken. Natürlich hat all diese Magie ihren Preis: Sie erfordert Ressourcen und kompatible Hardware.

Primäre vs. periphere Hardware und warum dies isoliert betrachtet wichtig ist

Um zu verstehen, warum diese Funktion so wichtig ist, ist es hilfreich zu klären, was Windows damit meint. primäre Hardware und PeripheriehardwareDie Isolation des Kerns steht in engem Zusammenhang mit der Wechselwirkung zwischen den beiden Welten.

Zur primären Hardware gehören alle Komponenten, ohne die der Computer nicht starten oder funktionieren könnte: Motherboard, Prozessor, Grafikkarte, Arbeitsspeicher und Hauptspeichereinheit (HDD oder SSD). Sie bilden die Grundlage, auf der das System läuft.

Im Gegensatz dazu wird alles, was extern angeschlossen wird oder nicht unbedingt zum Starten des Motors erforderlich ist, als … betrachtet. PeripheriegeräteUSB-Laufwerke, externe Festplatten, Drucker, kabelgebundene Smartphones, Webcams usw. Alle diese Geräte kommunizieren über Treiber mit dem System.

Kernisolierung und Speicherintegrität zielen genau darauf ab, um eine Mauer zwischen der primären Hardware und der „schmutzigeren“ Welt der Peripheriegeräte zu errichtenDie Idee dahinter ist, dass selbst wenn ein USB-Stick oder ein externes Gerät Schadsoftware enthält, diese den Kern oder die empfindlichsten Komponenten nicht gefährden kann.

Dieser Ansatz ist besonders nützlich in Szenarien, in denen Verbindungen hergestellt werden. Geräte zweifelhafter Herkunft oder gemeinsam genutztewie beispielsweise Büros, Bibliotheken, Bildungszentren, Internetcafés oder jede andere Umgebung, in der viele Menschen die gleichen Geräte benutzen.

Warum die Kernisolierung die Leistung beeinflusst

Eine der häufigsten Beschwerden von Benutzern, die die Speicherintegrität aktivieren, ist, dass Sie bemerken, dass der Computer "schwerer" läuft, die Bildrate in Spielen niedriger ist oder es zu kleinen Rucklern kommt.Das ist keine Einbildung: Diese zusätzliche Schutzebene hat ihren Preis in Form realer Ressourcen.

Um das zu verstehen, stellen Sie sich vor, Sie möchten Ihr Haus betreten und anstatt die Tür selbst zu öffnen, haben Sie eine Ein Sicherheitsbeamter verlangt Ihren Ausweis, überprüft, ob Sie etwas Gefährliches bei sich tragen, und gleicht Ihre Berechtigung anhand einer Liste ab.Sie gelangen zwar sicherer hinein, aber es dauert länger, bis Sie die Schwelle überschreiten.

Die Kernel-Isolation funktioniert ähnlich. Immer wenn ein Prozess oder Treiber etwas Sensibles ausführen möchte, muss Windows … überprüfen, ob der Code legitim, ordnungsgemäß signiert und nicht manipuliert wurdeDiese Überprüfung erfordert CPU-Zeit und in vielen Fällen auch zusätzlichen Speicherverbrauch.

Je mehr Schutzebenen Sie hinzufügen (Speicherintegrität, Liste blockierter Treiber, andere Sicherheitsfunktionen), desto besser. Das System muss noch einiges überprüfen.Es ist ein bisschen so, als würde das Antivirenprogramm einen Tiefenscan durchführen: Der Computer funktioniert zwar weiterhin, ist aber merklich stärker ausgelastet.

Für den durchschnittlichen Nutzer, der nur Büroarbeiten erledigt, im Internet surft und sonst wenig tut, mag dieser Leistungsverlust akzeptabel sein. Wenn Sie den Computer jedoch für Folgendes nutzen: Spiele oder für leistungskritische Aufgaben Bei Anwendungen wie Videobearbeitung, 3D-Rendering usw. können FPS-Einbrüche oder Mikroruckler sehr störend sein.

Viele Nutzer haben berichtet, dass nach der Aktivierung der Kernisolierung Ihre Spiele leiden unter Leistungseinbußen oder FPS-Einbrüchen.Das Deaktivieren dieser Funktion behebt das Problem. Es kann auch zu Bluescreens beim Aktivieren der Funktion aufgrund inkompatibler Treiber kommen. Dieser Artikel könnte Ihnen weiterhelfen. So aktivieren Sie versteckte Energiesparpläne in Windows 11.

Sicherheitsvorteile versus Leistungsverlust

Die entscheidende Frage lautet: Lohnt sich die Aktivierung der Kernisolierung trotz der Kosten? Die Antwort hängt davon ab, wie Sie den PC nutzen und welches Risiko Sie eingehen beim Durchsuchen oder Installieren von Programmen.

Wenn Sie Software ausschließlich von offiziellen Quellen herunterladen, meiden Sie verdächtige Webseiten, öffnen Sie keine unbekannten Anhänge und halten Sie Ihre Daten stets sicher. Windows Defender (oder ein anderes Antivirenprogramm) auf dem neuesten StandSie verfügen wahrscheinlich bereits über ein angemessenes Schutzniveau, ohne dass Sie alle erweiterten Funktionen aktivieren müssen.

Wird der Computer jedoch genutzt, um auf viele verschiedene Websites zuzugreifen, Dateien aus verschiedenen Quellen herunterzuladen, wenig bekannte Programme zu testen oder USB-Laufwerke mit anderen Personen zu teilen, Die aktive Kernel-Isolation und Speicherintegrität werden dringend empfohlen.In solchen Umgebungen ist das Risiko, dass ein Gerät oder eine Datei Schadsoftware enthält, viel höher.

Es ist wichtig zu betonen, dass diese Funktion Es ersetzt keine Antivirensoftware.Windows Defender scannt weiterhin Dateien, erkennt verdächtiges Verhalten und blockiert Bedrohungen in Echtzeit. Die Kernel-Isolation ist ein Add-on, das eine letzte, tieferliegende Verteidigungslinie bietet.

Letztendlich geht es darum, ein Gleichgewicht zu finden: Maximale Sicherheit versus maximale LeistungAuf leistungsstarken PCs sind die Auswirkungen weniger gravierend, und es lohnt sich in der Regel, die Funktion aktiviert zu lassen. Auf Systemen mit begrenzten Ressourcen oder solchen, die primär für Spiele ausgelegt sind, kann die Deaktivierung sinnvoll sein, sofern Sie Ihre Online-Sicherheitsvorkehrungen verstärken.

So aktivieren oder deaktivieren Sie die Kernel-Isolation in Windows 11

In Windows 11 ist die Konfiguration der Kernisolierung recht einfach und wird von der Anwendung aus verwaltet. Windows-Sicherheit, das blaue, schildförmige Bedienfeld, das Sie im Benachrichtigungsbereich neben der Uhr sehen.

Falls Sie das Symbol nicht finden, können Sie die Tastenkombination verwenden. Windows + S zum Öffnen der Suche Geben Sie „Windows-Sicherheit“ ein. Führen Sie anschließend die folgenden Schritte aus, um die Speicherintegrität zu aktivieren:

1. Öffne die App Windows-Sicherheit über das Startmenü oder die Taskleiste.
2. Im Seitenmenü den Abschnitt aufrufen Gerätesicherheit.
3. Suchen Sie den Block mit dem Namen Kernisolierung und weiterdrücken Details zur Kernisolierung.
4. Sie werden die Option sehen. SpeicherintegritätWenn es ausgeschaltet ist, schalten Sie es ein.
5. Möglicherweise sehen Sie auch die Option Microsofts Liste blockierter, anfälliger TreiberAm besten lässt man es an.
6. Windows wird Sie dazu auffordern Starten Sie den Computer neu. die Änderungen anwenden.

Nach dem Neustart und sofern alles erfolgreich verlaufen ist, gelangen Sie zurück zur Windows-Sicherheit. Gerätesicherheit > KernisolierungSie sollten dann ein grünes Symbol sehen, das anzeigt, dass die Schutzmechanismen korrekt aktiviert sind.

Sollten Sie zu irgendeinem Zeitpunkt Leistungsprobleme, Inkompatibilität mit einem Gerät oder sogar Bluescreens feststellen, können Sie zu diesem Menü zurückkehren und Speicherintegrität deaktivierenNach einem weiteren Neustart werden die Änderungen wirksam.

Bitte beachten Sie, dass diese Funktion ein- und ausgeschaltet werden kann. so oft Sie möchtenSie könnten diese Funktion beispielsweise aktivieren, wenn Sie ein USB-Laufwerk unbekannter Herkunft anschließen oder verdächtige Software herunterladen, und sie anschließend wieder deaktivieren, wenn Sie die maximale Leistung für Spiele benötigen.

So aktivieren Sie die Kernel-Isolation in Windows 10

Windows 10 verfügt ebenfalls über Kernel-Isolation, allerdings mit einigen Besonderheiten: Nicht alle Ausgaben enthalten es. Die Aktivierung erfolgt etwas anders, insbesondere wenn Sie verwandte Funktionen wie Windows Sandbox nutzen möchten.

Erstens ist diese Funktion offiziell nur in [Land/Region] verfügbar. Windows 10 Pro (und höhere Editionen)Wenn Sie Windows 10 Home verwenden, ist es normal, dass Sie bei der Suche nach „Kernel Isolation“ eine Meldung wie „Seite nicht verfügbar“ in der Sicherheitsübersicht erhalten, da Ihre Edition dies nicht unterstützt.

Wenn Sie Windows 10 Pro verwenden, können Sie die Speicherintegrität auf eine sehr ähnliche Weise wie unter Windows 11 überprüfen und aktivieren:

1. Drücken Windows + I Die Einstellungen-App öffnen.
2. Eingeben Aktualisierungen und Sicherheit.
3. Im Menü auf der linken Seite auswählen Windows-Sicherheit.
4. Klicken Sie auf Windows-Sicherheit öffnen.
5. Gehen Sie innerhalb der Windows-Sicherheit zu Gerätesicherheit.
6. Klicken Sie auf Kernisolierung und dann in Details.
7. Im Abschnitt von SpeicherintegritätAktivieren Sie den Schalter, falls er deaktiviert ist.

Auf vielen Computern mit einer frischen Windows 11 Pro-Installation und einem korrekt konfigurierten BIOS ist diese Funktion in der Regel standardmäßig aktiviert. Unter Windows 10 hingegen… Es muss oft manuell aktiviert werden. Stellen Sie vorher sicher, dass Hardware und BIOS kompatibel sind.

Es ist wichtig zu wissen, dass diese Funktionen auf Virtualisierungstechnologien wie … basieren. Intel VT-x oder AMD SVMWenn Ihr Prozessor nicht kompatibel ist oder die Option im BIOS deaktiviert ist, werden Sie feststellen, dass einige Optionen im Zusammenhang mit Isolation oder Windows Sandbox deaktiviert sind.

Bei Windows 10 Pro kann man zusätzlich zur Speicherintegrität auch die Funktion aktivieren. „Windows Sandbox“Dadurch können Sie eine temporäre und vollständig isolierte Windows-Umgebung ausführen, um Programme zu testen und Webseiten zu besuchen, ohne das Hauptsystem zu gefährden.

Hardwareanforderungen, BIOS und Treiberkompatibilität

Damit Kernel-Isolation und Speicherintegrität funktionieren, muss das System eine Reihe von Bedingungen erfüllen. Hardwareanforderungen und BIOS/UEFI-KonfigurationNicht alle auf dem Markt erhältlichen PCs können diese Funktionen nutzen.

Zunächst benötigen Sie eine moderne CPU mit Unterstützung für Hardware-VirtualisierungVT-x auf Intel-Prozessoren oder SVM (manchmal auch AMD-V genannt) auf AMD-Prozessoren. Diese Optionen sind üblicherweise im BIOS/UEFI zu finden und in manchen Fällen standardmäßig deaktiviert.

Wenn Sie beispielsweise ein Gigabyte-Motherboard besitzen, benötigen Sie Folgendes: Starten Sie Ihren PC neu und rufen Sie das BIOS auf (F2, F12 oder Entf, je nach Modell).Wechseln Sie in den erweiterten Modus und suchen Sie in den CPU-Optionen nach Einträgen wie „SVM-Modus“ oder „Intel Virtualisierungstechnologie“. Falls diese auf „Deaktiviert“ eingestellt sind, aktivieren Sie sie, speichern Sie die Änderungen und beenden Sie den Vorgang.

Sobald die Virtualisierung aktiviert ist, kann Windows diese Funktionen nutzen, um Einrichtung der isolierten Umgebung, in der kritische Prozesse ausgeführt werdenOhne diese Grundlage werden die Optionen für Speicherintegrität oder Sandbox ausgegraut oder nicht verfügbar angezeigt.

Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Treiberkompatibilität. Die Speicherintegrität erfordert, dass Treiber bestimmte Sicherheitsanforderungen erfüllen, und Nicht alle alten oder schlecht konstruierten Treiber bestehen den FilterWenn Windows einen inkompatiblen Treiber erkennt, kann es die Aktivierung der Funktion verhindern oder eine Warnung anzeigen.

In solchen Fällen empfiehlt es sich, die Website von Gerätehersteller oder Anwendungsentwickler Suchen Sie nach einer aktualisierten, kompatiblen Treiberversion. Falls kein neuer Treiber verfügbar ist und Sie diese Funktion unbedingt benötigen, müssen Sie möglicherweise das Gerät oder das Programm, das diesen Treiber verwendet, deinstallieren.

Hardwareseitig erzwungener Stackschutz (Shadow Stack und CET)

Zusätzlich zur Isolation des klassischen Kernels integriert Windows eine weitere Verteidigungsebene namens Hardware-erzwungener StapelschutzDies wird ebenfalls über die erweiterten Windows-Sicherheitsoptionen verwaltet und erfordert moderne CPUs mit spezifischen Funktionen.

Dieser Schutz soll Angriffe verhindern, die Sie modifizieren die Rücksprungadressen auf dem Kernelmodus-Stack.Dies ist eine klassische Technik, um die Codeausführung in schädliche Bereiche umzuleiten. Dazu verwaltet die CPU eine parallele Kopie (Schattenstapel) mit den gültigen Rücksprungadressen.

Wenn der Kernel Code ausführt, speichert die CPU Rücksprungadressen sowohl auf dem normalen Stack als auch auf diesem Stack. schreibgeschützter Stapel SchattenWenn ein bösartiges Programm oder ein bösartiger Treiber versucht, die Rücksprungadresse auf dem herkömmlichen Stack zu manipulieren, erkennt die CPU die Diskrepanz, indem sie sie mit der Kopie auf dem Schattenstack vergleicht.

Wird ein Fehler erkannt, erzwingt der Prozessor eine schwerwiegender Fehler (typischer blauer Bildschirm) Um die Ausführung des Schadcodes zu verhindern, ist dies eine drastische, aber sehr effektive Maßnahme, um solche Angriffe im Keim zu ersticken.

Diese Funktion erfordert eine CPU, die Technologien wie die folgenden implementiert: Intel Control-Flow Enforcement Technology (CET) oder AMD Shadow StackNeben der Aktivierung der Speicherintegrität spielt auch die Treiberkompatibilität eine Rolle: Einige legitime Treiber verändern Rücksprungadressen aus nicht böswilligen Gründen und sind daher nicht mit diesem Schutz kompatibel.

Wenn beim Versuch, den hardwareseitig erzwungenen Batterieschutz zu aktivieren, eine Warnung angezeigt wird, dass Es liegt ein inkompatibler Treiber oder Dienst vor.Sie müssen prüfen, welches Gerät oder welche App die Software verwendet und ob der Hersteller eine kompatible Version anbietet. Manchmal genügt ein Update; in anderen Fällen müssen Sie die Software möglicherweise deinstallieren, um den Schutz zu aktivieren.

Windows Sandbox und .wsb-Dateien: eine zusätzliche isolierte Umgebung

Das Windows 10- und 11-Ökosystem bietet zwar nicht genau das Gleiche wie die Kernel-Isolation, aber es beinhaltet ein weiteres Tool, das Virtualisierung nutzt, um die Sicherheit zu verbessern: Windows Sandbox oder Windows Isolierter Bereich, verfügbar in Pro-Editionen.

Windows Sandbox ist ein virtuelle Maschine mit einer sauberen Windows-Installation Sie wird bei jedem Start neu erstellt und beim Schließen wieder gelöscht. Sie hat Netzwerkzugriff, ist aber vom Hostsystem isoliert. Sie können Programme und Dokumente hineinkopieren, ausführen, und wenn Sie das Sandbox-Fenster schließen, verschwinden alle Ihre Aktionen spurlos.

Dadurch ist es ein perfektes Werkzeug für Das Testen von Software aus zweifelhaften Quellen oder der Besuch potenziell gefährlicher Websites ohne das Hauptsystem zu gefährden. Es empfiehlt sich jedoch, das Netzwerk innerhalb der Sandbox zu deaktivieren, wenn Sie etwas wirklich Verdächtiges ausführen, um zu verhindern, dass es sich im lokalen Netzwerk ausbreitet.

Um Windows Sandbox in Windows 10 Pro zu verwenden, müssen Sie die Systemsteuerung öffnen und dann Folgendes eingeben: Programme und Funktionen > Windows-Funktionen aktivieren oder deaktivieren Aktivieren Sie außerdem das Kontrollkästchen „Windows Sandbox“. Nach dem Neustart steht die Anwendung zur Verfügung.

Darüber hinaus ermöglicht Sandbox ein hohes Maß an Automatisierung und Konfiguration mithilfe von .wsb-Dateien im XML-FormatIn diesen Dateien können Sie beispielsweise festlegen, welche Ordner des Hostsystems innerhalb der Sandbox eingebunden werden sollen, ob Sie das Netzwerk deaktivieren möchten, die Menge des zugewiesenen Arbeitsspeichers anpassen oder Befehle beim Start ausführen möchten.

Sie könnten beispielsweise eine .wsb-Datei erstellen, die einen Ordner auf dem Host dem Sandbox-Desktop zuordnet, und beim Start, Führen Sie mstsc.exe mit einer .rdp-Datei aus. Es ist so konzipiert, dass es sich aus dieser isolierten Umgebung mit einem Remote-Desktop-Server verbindet. Dadurch werden Ihre Anmeldeinformationen niemals auf Ihrem Hauptrechner gespeichert.

Ein weiterer typischer Anwendungsfall ist die Erstellung eines .cmd-Skripts, das beim Start der Sandbox ausgeführt wird. eine bestimmte Anwendung im Hintergrund installieren (Beispielsweise 7-Zip), indem Sie zuerst das Installationsprogramm in den entsprechenden Ordner kopieren und es dann mit dem Parameter /S starten. Alle Daten bleiben innerhalb der Sandbox und gehen beim Schließen verloren.

Diese Möglichkeit, Einweg- und automatisierte Umgebungen zu schaffen, bietet zusätzliche Sicherheit und Flexibilität, insbesondere in professionellen Umgebungen, wo dies gewünscht ist. die Auswirkungen potenzieller Vorfälle begrenzen und verhindern, dass sensible Zugangsdaten oder Daten auf dem Host-Computer offengelegt werden.

Letztendlich bilden Kernel-Isolation, Speicherintegrität, Hardware-Stack-Schutz und Tools wie Windows Sandbox eine Reihe von Verteidigungsmechanismen, die, wenn sie richtig konfiguriert sind, Sie stärken die Windows-Sicherheit gegen fortgeschrittene Angriffe erheblich.Der Preis dafür ist ein gewisser Leistungsverlust und die Notwendigkeit moderner Hardware und aktueller Treiber. Daher muss jeder Benutzer selbst abwägen, was sich für ihn am meisten lohnt, basierend auf seiner Ausrüstung und seiner Nutzungsweise.