虚拟串口软件权限配置：入门级安全设置指南

虚拟串口安全入门：从配置到防护的实战指南

你有没有遇到过这样的场景？调试一个工业通信程序时，手头没有真实PLC设备，于是用虚拟串口软件搭了个仿真环境。一切正常运行——直到某天，另一个后台服务突然“抢走”了你的COM端口，数据中断、程序崩溃。

更可怕的是：这个“服务”其实是恶意程序，它正悄悄监听你传输的控制指令。

这并非危言耸听。随着嵌入式开发、IoT测试和远程调试越来越依赖虚拟串口软件，我们享受便利的同时，也打开了安全隐患的大门。而其中最容易被忽视、却又最关键的一环，就是——权限配置。

今天，我们就来拆解这个问题：如何在不牺牲功能性的前提下，为虚拟串口加上第一道真正的安全防线。

为什么虚拟串口需要安全设置？

先别急着改权限。我们得明白：为什么一个“只是转发数据”的工具会成为攻击入口？

它不只是“管道”，更是系统级资源

虚拟串口不是简单的应用层转发器。大多数主流工具（如 VSPD、com0com）都会安装内核驱动，在操作系统底层注册真实的设备对象。这意味着：

每个虚拟COM端口（比如\\.\COM5）都对应一个Windows设备节点；
它受系统统一的安全机制管理；
默认情况下，很多工具创建的端口对“Everyone”开放完全控制！

这就相当于你在家里装了一扇新门，钥匙却复制了一份扔在小区公告栏里。

常见风险画像

风险类型	攻击方式	后果
串口劫持	第三方程序抢先打开COM端口	通信中断、设备失控
数据嗅探	监听串口读取敏感协议内容	泄露设备密钥、控制逻辑
中间人注入	截获并篡改发送/接收的数据包	发送伪造指令，误导系统行为

尤其是在多用户或服务器环境中，这类问题极易被利用。

所以，安全配置不是“锦上添花”，而是上线前必须完成的基础动作。

虚拟串口是怎么工作的？理解才能防住

要正确设权限，得先知道它怎么来的。

核心机制三步走

端口配对创建
软件调用驱动接口，在系统中注册一对逻辑关联的虚拟串口（如 COM5 ↔ COM6），形成闭环通道。
驱动拦截与重定向
当应用程序调用CreateFile("\\\\.\\COM5", ...)时，内核驱动捕获该请求，并将读写操作映射到内部缓冲区或另一端口。
透明通信
上层应用无需修改代码，就像操作物理串口一样收发数据，完全感知不到背后是虚拟连接。

✅ 关键点：因为涉及设备注册和驱动加载，安装和初始配置必须以管理员身份运行。

哪些工具常用？

Eltima Virtual Serial Port Driver (VSPD)：商业级，功能丰富，支持网络映射。
HHD Software 工具集：适合协议分析与调试。
com0com（开源）：免费可定制，适合集成进自动化脚本。

无论哪种，只要它们创建了COM端口，就逃不开Windows的安全模型。

Windows 如何控制谁可以访问COM端口？

答案是：ACL（Access Control List，访问控制列表）。

每个设备对象都有一个安全描述符，里面定义了哪些用户或组能做什么事。对于串口来说，关键权限包括：

权限	说明
`GENERIC_READ`	能否读取接收到的数据
`GENERIC_WRITE`	能否向串口发送数据
`FILE_EXECUTE`	能否打开句柄（即连接端口）
`DELETE`	能否删除或禁用该虚拟端口

这些权限组合起来，决定了谁能“说话”、谁能“偷听”、谁能“拆桥”。

默认配置有多危险？

来看一个典型的默认输出（使用subinacl查看）：

Current ACL for \??\COM5: Administrator: FULL CONTROL SYSTEM: FULL CONTROL Everyone: GENERIC ALL

看到没？Everyone 全部放行！

这意味着任何一个登录用户、甚至某些低权限服务进程，都能随意连接、读写、关闭这个端口。一旦你的系统中有恶意软件，它就能轻松介入通信流。

怎么改？四步实现基础安全加固

下面以 Windows 平台为例，带你一步步把虚拟串口“锁起来”。

第一步：创建虚拟端口对（管理员权限）

以 com0com 为例，命令行执行：

setupc.exe Assign=COM5,COM6

此时系统已创建COM5和COM6，但默认权限宽松。

⚠️ 提示：所有配置操作应在创建后立即进行，避免中间存在“裸奔窗口期”。

第二步：检查当前权限状况

你可以通过 PowerShell 粗略查看串口信息：

Get-WmiObject -Class Win32_SerialPort | Where-Object {$_.DeviceID -eq "COM5"}

但要看到详细ACL，推荐使用微软官方工具subinacl：

subinacl /objectname=\??\COM5 /display

重点关注是否有Everyone或Users组拥有过高权限。

第三步：收紧访问权限（核心步骤）

方法一：图形界面操作（适合新手）

打开【设备管理器】→ 菜单“查看”→ “显示隐藏的设备”
展开“端口 (COM & LPT)”，找到你要配置的虚拟端口
右键 → 属性 → 切换到“安全”选项卡
移除Everyone和Users的条目
添加专用账户（如svc_modbus），仅赋予读取 + 写入
确保Administrators和SYSTEM保留完整权限

🔐 小技巧：如果你的应用运行在特定服务账户下，就只给那个账户授权，不要用本地管理员直接跑业务程序。

方法二：命令行精确控制（推荐用于部署脚本）

使用icacls修改设备符号链接权限：

# 拒绝所有人访问COM5 icacls "\\.\COM5" /deny Everyone:(F) # 授予特定用户读写权限 icacls "\\.\COM5" /grant devuser:(RX,W)

📌 注意事项：
- 路径必须写作\\.\COM5，这是Windows设备命名规范；
-(F)表示完全控制，(RX)是读+执行，(W)是写；
- 执行前确保当前终端是以管理员身份运行，否则可能永久锁死自己。

你还可以批量处理多个端口，或将这些命令写入部署脚本，实现一键安全初始化。

第四步：验证权限是否生效

光改了不算数，得测！

写一个极简C程序试试看：

#include <windows.h> #include <stdio.h> int main() { HANDLE hCom = CreateFile( "\\\\.\\COM5", GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, 0, NULL, OPEN_EXISTING, 0, NULL ); if (hCom == INVALID_HANDLE_VALUE) { printf("✅ 访问被拒绝：权限配置成功！错误码：%lu\n", GetLastError()); return 1; } else { printf("❌ 成功打开COM5 —— 权限未生效！\n"); CloseHandle(hCom); return 0; } }

用非授权账户运行这个程序。如果看到✅ 访问被拒绝，说明防护起效；如果是❌ 成功打开，赶紧回去查ACL！

实际应用场景中的最佳实践

理论懂了，怎么落地？

场景一：SCADA系统调试环境

设想你要用组态软件连接一个Modbus仿真器。

架构如下：

[组态软件] ←(COM5)→ [虚拟串口] ←(内部转发)→ [仿真器]

你应该怎么做？

创建COM5-COM6对；
设置COM5仅允许“ScadaService”账户读写；
将组态软件作为该服务账户运行；
其他普通用户登录后无法枚举或连接该端口；
若有异常访问尝试，可通过系统日志审计追踪。

这样既保证了功能性，又实现了最小化暴露面。

场景二：自动化测试流水线

在CI/CD中动态创建虚拟串口时，建议将权限配置纳入脚本流程：

:: 创建端口 setupc.exe Assign=COM10,COM11 :: 立即锁定权限 icacls "\\.\COM10" /deny Everyone:(F) icacls "\\.\COM10" /grant %TEST_USER%:(RX,W) echo 虚拟串口COM10已安全初始化

让安全成为自动化的一部分，而不是事后补救。