Zu den weiteren Verbesserungen im Bereich Sicherheit gehörten der Schutz vor Pufferüberläufen über "NX" (No Execution). Bei Veröffentlichung des SP2 unterstützten nur Athlon-64-CPUs diese Sicherheitsfunktion. "NX" sorgte dafür, dass potentiell schädliche Programme nicht mehr auf einen ihnen nicht zugewiesenen Arbeitsspeicherbereich zugreifen konnten und automatisch beendet wurden. Innerhalb von Windows wurde diese Sicherheitsfunktion "Dateiausführungsverhinderung" genannt und Microsoft schützte damit wichtige Windows-Programme, -Dienste und Systembibliotheken.
Neue Versionen von Teilapplikationen liefert Microsoft in der Regel nicht mit einem Service Pack aus. Beim SP2 für Windows XP wurde allerdings eine Ausnahme gemacht: Das SP2 installierte nicht nur die neue Version 9.0 des Windows Media Player, sondern auch DirectX in der damals neuen Version 9.0. Ebenfalls hinzu kamen das "Wireless Network Connection"-Applet und der Bluetooth Client 2.0.
Im Nachhinein betrachtet kam das Service Pack 2 mit seinen Sicherheitsfunktionen genau zum richtigen Zeitpunkt und sorgte für eine verbesserte Sicherheit unter Windows XP. Auch nach dem Service Pack 2 gab es zwar Sicherheitslücken und Angriffe. Massive Angriffe, wie in der Zeit vor dem Service Pack 2, blieben aber eher die Ausnahme.
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