如何在Windows与Linux系统下保护应用内存不被其他进程读取？

核心前提 #

不存在能完全阻止所有进程读取内存的方法——系统级权限进程（如Windows内核调试器、Linux root进程）拥有最高访问权限，可突破常规保护。但以下方案能可靠阻止普通权限进程读取你的应用内存，覆盖绝大多数场景。

Windows 平台实现 #

• 动态内存权限切换
  对于通过VirtualAlloc动态分配/扩展的内存，采用"按需授权"策略：
  1. 分配内存时指定PAGE_READWRITE权限完成初始写入；
  2. 操作完成后立即调用VirtualProtect将内存权限改为PAGE_NOACCESS；
  3. 后续需要访问该内存时，临时改回PAGE_READWRITE，操作完成后再次恢复PAGE_NOACCESS。
     示例代码片段：

  // 分配动态内存
  LPVOID mem = VirtualAlloc(NULL, 4096, MEM_COMMIT | MEM_RESERVE, PAGE_READWRITE);
  // 写入数据...
  // 锁定内存，禁止读取
  DWORD oldProtect;
  VirtualProtect(mem, 4096, PAGE_NOACCESS, &oldProtect);
  // 需要访问时解锁
  VirtualProtect(mem, 4096, PAGE_READWRITE, &oldProtect);
  // 读取/修改数据...
  // 再次锁定
  VirtualProtect(mem, 4096, PAGE_NOACCESS, &oldProtect);
  

• 限制进程访问权限
  修改自身进程的安全描述符，拒绝其他进程获取PROCESS_VM_READ权限。普通进程无法通过OpenProcess获取读取你进程内存的权限，管理员进程仍可突破，但能阻挡绝大多数恶意工具。

Linux 平台实现 #

• mmap 内存权限动态调整
  对于动态扩展的内存（如mmap分配、realloc扩容的内存），同样采用权限切换策略：
  1. 用mmap分配内存时指定PROT_NONE（无权限），或分配后立即用mprotect改为PROT_NONE；
  2. 需要访问时，调用mprotect改为PROT_READ | PROT_WRITE；
  3. 操作完成后改回PROT_NONE。
     示例代码片段：

  // 分配动态内存
  void* mem = mmap(NULL, 4096, PROT_NONE, MAP_PRIVATE | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
  // 解锁权限进行写入
  mprotect(mem, 4096, PROT_READ | PROT_WRITE);
  // 写入数据...
  // 锁定内存
  mprotect(mem, 4096, PROT_NONE);
  // 需要访问时再次解锁
  mprotect(mem, 4096, PROT_READ | PROT_WRITE);
  // 读取/修改数据...
  // 锁定
  mprotect(mem, 4096, PROT_NONE);
  

• 禁用 ptrace 附加
  调用prctl(PR_SET_DUMPABLE, 0)关闭进程的dumpable属性，非root进程无法通过ptrace附加到你的进程，也就无法读取内存。root进程仍可绕过，但能有效阻挡普通权限的内存读取工具。

额外强化建议 #

• 对敏感数据额外加密：即使内存权限被意外打开，加密的数据也无法直接被读取。可使用平台内置的加密API（如Windows的CryptProtectMemory、Linux的内核加密函数）。
• 避免敏感数据长期驻留内存：使用完敏感数据后立即用随机值覆盖内存区域，减少暴露窗口。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Algo Lith