简化模拟器Simpleator：新一代Windows应用沙箱

项目介绍

Simpleator是一个创新的Windows本机x64应用程序模拟器，它充分利用了Windows 10春季更新（1803）和秋季更新（1809）带来的新功能，特别是引入的Hyper-V平台API（WHVP）。这个项目不仅是一个技术证明，展示了如何构建更简单、更快的沙盒环境，而且也为无操作系统要求的服务器工作负载（如云服务或函数计算）提供了可能。

技术分析

Simpleator依赖于以下关键技术和改进：

1. Hyper-V Platform API - 允许兼容的应用程序利用Hyper-V虚拟化平台创建和管理"Exo"分区。
2. Memory Manager API更新 - 引入VirtualAlloc2和MapViewOfFile3 API，允许对内存分配范围进行更精细的控制。
3. WHVP在1809版的增强 - 包括部分解映射客体物理地址（GPA）的能力。

该项目使用Visual Studio 2017和最新的Windows SDK（1809）进行构建，并且仅支持运行17763及以上版本（Redstone 5 / 1809）的64位Windows 10系统。

应用场景

Simpleator的主要应用场景包括：

• 安全测试与软件分析 - 利用其内置的系统调用监控功能，可以在一个隔离的环境中运行潜在的不安全代码，观察其行为并确保主机系统的安全性。
• 资源优化的容器服务 - 潜在地实现不依赖完整操作系统即可运行的服务，比如云函数或无服务器工作负载。

项目特点

• 轻量级 - 尽管可以模拟完整的操作系统行为，但Simpleator通过仅加载宿主OS加载器（Ntdll.dll）和目标二进制文件，实现了简化模式，极大减少了资源需求。
• 性能优化 - 使用Hyper-V Platform API，使得大部分系统调用能够直接转发给宿主操作系统，以接近原生速度执行。
• 可扩展性 - 设计为三个独立组件：调试监视器、系统调用处理模块和模拟器，易于添加新的功能和模块。
• 安全隔离环境 - 可以配置为AppContainer类型的沙箱，进一步限制不安全行为的影响。

通过以上特点，Simpleator展示了如何在保持效率的同时，以更低的成本提供高安全性的执行环境。

截图展示

Monitor窗口显示测试应用的控制台输出

注册表窗口，在出现问题时用于查看emu状态

Debug窗口显示Loader的DbgPrint调用

结论

如果你正在寻找一种新的方式来安全地运行和分析潜在的不可信代码，或者寻求在没有完整操作系统的环境下执行云服务，Simpleator是值得一试的开源解决方案。通过它，你可以深入了解Windows上的虚拟化技术，并且参与到这一前沿领域的探索中去。