網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下計(jì)算機(jī)硬件安全保障及維護(hù)策略

◆朱泓

網(wǎng)絡(luò)安全綜述與趨

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下計(jì)算機(jī)硬件安全保障及維護(hù)策略

◆朱泓

（長(zhǎng)春市外語(yǔ)網(wǎng)站（長(zhǎng)春市護(hù)照簽證服務(wù)中心） 吉林 130022）

人們利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行高效率工作的同時(shí)，計(jì)算機(jī)硬件也面臨安全性的影響。本文主要探討計(jì)算機(jī)硬件安全保障以及維護(hù)的策略，意圖減小計(jì)算機(jī)硬件發(fā)生故障的概率，給相關(guān)研究人員以借鑒和參考。

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；計(jì)算機(jī)；硬件安全；保障策略

1 前言

在計(jì)算機(jī)的運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)中，軟件與硬件都是重要的組成部分。隨著近幾年來(lái)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)軟件在設(shè)計(jì)和安全保障維護(hù)方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是在硬件安全方面卻沒(méi)有得到足夠的重視。同時(shí)，計(jì)算機(jī)硬件的安全對(duì)于系統(tǒng)的整體安全有著重要的影響，不能夠?qū)ζ浜鲆暋Ｔ诰W(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，維護(hù)好計(jì)算機(jī)硬件的安全，做好平時(shí)的保障以及系統(tǒng)的維護(hù)，對(duì)于計(jì)算機(jī)整體系統(tǒng)正常運(yùn)行必不可少。

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，計(jì)算機(jī)硬件的運(yùn)營(yíng)性能和效率與整體服務(wù)性有著直接的聯(lián)系。在計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中，硬件是內(nèi)部的物理結(jié)構(gòu)和裝置的總稱。由于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在不斷擴(kuò)大，計(jì)算機(jī)硬件必然會(huì)面臨來(lái)自網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的威脅。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境既有著正面的影響，也有著負(fù)面的影響，它能夠使得計(jì)算機(jī)軟件與硬件之間達(dá)到完美協(xié)調(diào)，同時(shí)也可能會(huì)造成計(jì)算機(jī)硬件的安全漏洞，非法程序以及病毒都能夠通過(guò)安全漏洞進(jìn)入到計(jì)算機(jī)內(nèi)部，篡改或者是竊取數(shù)據(jù)，造成嚴(yán)重的安全事故。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下如何實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)硬件的安全性，保障內(nèi)部數(shù)據(jù)正常運(yùn)行，是相關(guān)研究人員需要重點(diǎn)思考的問(wèn)題。

計(jì)算機(jī)硬件在正常運(yùn)行時(shí)，其安全問(wèn)題主要集中在存儲(chǔ)的介質(zhì)、輸入和輸出設(shè)備等幾個(gè)領(lǐng)域。對(duì)于存儲(chǔ)設(shè)備來(lái)說(shuō)，自身并不具備攻擊防御能力，一旦遭受到非法入侵，可能會(huì)導(dǎo)致存儲(chǔ)介質(zhì)內(nèi)亂，對(duì)數(shù)據(jù)安全造成嚴(yán)重威脅。同時(shí)計(jì)算機(jī)硬件的外部環(huán)境也會(huì)對(duì)其正常運(yùn)行造成影響，硬件所處的溫度濕度、電磁輻射的干擾都能夠影響硬件系統(tǒng)的安全。例如，如果計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)周?chē)沫h(huán)境濕度超過(guò)80%，則可能會(huì)使得計(jì)算機(jī)內(nèi)部金屬材料表面出現(xiàn)一定的銹蝕，這種銹蝕會(huì)導(dǎo)致短路的現(xiàn)象發(fā)生，嚴(yán)重威脅計(jì)算機(jī)硬件以及系統(tǒng)的整體性安全。因此，從計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備的設(shè)計(jì)以及維護(hù)兩個(gè)方面來(lái)探討網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下硬件的安全保障和維護(hù)策略具有重要意義。

2 計(jì)算機(jī)硬件層面的安全保障

2.1 設(shè)計(jì)的安全性保障

設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的源頭，因此計(jì)算機(jī)硬件的安全保障首先需要從設(shè)計(jì)方面進(jìn)行分析討論。設(shè)計(jì)領(lǐng)域的防護(hù)措施主要包括對(duì)于木馬系統(tǒng)的檢測(cè)、不可信任的工具、版權(quán)集成電路等等。木馬系統(tǒng)可以借助合法的程序外衣，進(jìn)入到硬件系統(tǒng)中，篡改內(nèi)部芯片系統(tǒng)數(shù)據(jù)，而導(dǎo)致計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)癱瘓，大量數(shù)據(jù)流失。在計(jì)算機(jī)硬件的電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，如果加入門(mén)電路，則會(huì)在進(jìn)行安全檢測(cè)的過(guò)程中無(wú)法識(shí)別部分攻擊，加劇了木馬程序?qū)τ谙到y(tǒng)的攻擊性，嚴(yán)重危及計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的安全。

在常規(guī)狀況下，攻擊計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的木馬程序需要在硬件系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)營(yíng)到相關(guān)狀態(tài)下，才能夠發(fā)揮其對(duì)系統(tǒng)性的破壞作用，包括對(duì)于硬件功能性的改變、搶占內(nèi)部存儲(chǔ)器的資源、硬件信息進(jìn)行復(fù)制和傳輸，導(dǎo)致信息數(shù)據(jù)出現(xiàn)泄漏。比如，我們將A作為硬件木馬的程序，它是由簡(jiǎn)單的電流觸發(fā)的，可能包括and門(mén)以及nand門(mén)各一個(gè)，其中還包括電容和xor門(mén)。在長(zhǎng)期充電條件較為充足的情況下，這種硬件木馬程序可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入高電平區(qū)，主要能夠激活內(nèi)置的木馬程序功能，改變信息系統(tǒng)的傳輸信號(hào)。對(duì)于這種木馬程序的入侵，可以采用反向的木馬檢測(cè)技術(shù)，例如可以利用功能檢測(cè)技術(shù)，主要是故障測(cè)試機(jī)，可以向芯片中加入鼓勵(lì)電流，通過(guò)對(duì)輸出的電流進(jìn)行檢測(cè)，來(lái)查看內(nèi)部是否存在硬件的木馬。

2.2 內(nèi)存區(qū)域進(jìn)行合理的隔離

內(nèi)存是計(jì)算機(jī)硬件應(yīng)用的非常重要組成部分，同時(shí)也是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)主要的設(shè)備類型。維護(hù)好內(nèi)存應(yīng)用的安全，可以保證數(shù)據(jù)的安全性，同時(shí)使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全性得到有效的提升。這要求我們對(duì)內(nèi)存數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的劃分，根據(jù)重要性對(duì)內(nèi)存數(shù)據(jù)進(jìn)行隔離處理，保障數(shù)據(jù)安全與穩(wěn)定。同時(shí)，對(duì)于一些較為重要以及較為敏感的隱私數(shù)據(jù)，通過(guò)與外界隔離的方式，避免受到外部環(huán)境的干擾。對(duì)于每一個(gè)內(nèi)存區(qū)域可以設(shè)置相應(yīng)的訪問(wèn)權(quán)限設(shè)置，只有授權(quán)登錄的用戶才能夠訪問(wèn)內(nèi)存的某一區(qū)域。這樣可以有效控制網(wǎng)絡(luò)危險(xiǎn)環(huán)境的因素，盡可能降低內(nèi)存出現(xiàn)數(shù)據(jù)安全泄露的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 做好加密技術(shù)

首先，可以采用密匙，對(duì)整個(gè)計(jì)算機(jī)硬件數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行加密，使得數(shù)據(jù)得到保障。因?yàn)槔眉用芗夹g(shù)需要較多的技巧性，所需要投入的成本也比較高。其次，可以采用全加密硬盤(pán)的形式，即對(duì)系統(tǒng)的硬盤(pán)數(shù)據(jù)采用加密方式，能夠有效阻止非法程序?qū)τ谟布娜肭?，保障?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)的安全運(yùn)營(yíng)。然而，全加密硬盤(pán)并不能夠?qū)λ械臄?shù)據(jù)都進(jìn)行加密，因此這種加密形式有待完善。

利用加密技術(shù)能夠使得計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)應(yīng)形式的密碼，通過(guò)加密技術(shù)的算法，將這些密碼再進(jìn)行讀取，恢復(fù)到原始數(shù)據(jù)的狀態(tài)，從而有效保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性以及安全性。如果非法程序在傳輸數(shù)據(jù)中嵌入到系統(tǒng)當(dāng)中，可能只是得到一些加密的數(shù)據(jù)，無(wú)法獲得數(shù)據(jù)的原始效果，以此提升了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全性。在目前階段使用比較多的加密技術(shù)有對(duì)稱和非對(duì)稱兩種形式，對(duì)稱是指加密與解密使用同一套系統(tǒng)，無(wú)須進(jìn)行額外的轉(zhuǎn)換，以此實(shí)現(xiàn)高效率的加密以及解密的作業(yè)；非對(duì)稱是指加密與解密使用兩種不同類型的密匙，此外，計(jì)算機(jī)硬盤(pán)可以創(chuàng)新字符與數(shù)字的結(jié)合形式，增加密碼長(zhǎng)度，對(duì)交錯(cuò)規(guī)律不斷進(jìn)行變化，有效防止硬盤(pán)受到干擾。

3 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下計(jì)算機(jī)硬件的維護(hù)策略

3.1 處理器的維護(hù)策略

在外部環(huán)境因素影響下，計(jì)算機(jī)會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的安全問(wèn)題，對(duì)于處理器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成威脅，因此需要采用適當(dāng)?shù)拇胧?，提升?duì)于處理器進(jìn)行維護(hù)。比如說(shuō)在常規(guī)情況下，如果夏季到來(lái)，計(jì)算器散熱能力受到抑制，可能會(huì)出現(xiàn)散熱困難的現(xiàn)象，使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)活動(dòng)能力下降，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)身的壽命縮短，或者是在高溫條件下直接發(fā)生損壞。如果計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置比較高，系統(tǒng)處理器會(huì)擔(dān)負(fù)較重的處理任務(wù)，高溫會(huì)使得計(jì)算機(jī)運(yùn)行速率受到影響。面對(duì)這種情況，為保證計(jì)算機(jī)處理器的散熱系統(tǒng)高效率運(yùn)轉(zhuǎn)，可以實(shí)行水冷散熱的形式。水冷散熱相對(duì)于其他散熱方法更為簡(jiǎn)單快捷。在處理器進(jìn)行散熱過(guò)程中，所產(chǎn)生的噪音比較小，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)循環(huán)散熱，滿足計(jì)算機(jī)多種設(shè)備的散熱需求，能夠進(jìn)一步提升計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備的散熱效果。如果計(jì)算機(jī)處理設(shè)備在不穩(wěn)定的電壓狀況下，可能會(huì)導(dǎo)致處理器損毀，也可能會(huì)受到雷電等惡劣天氣的破壞，因此需要為計(jì)算機(jī)的處理器以及其他硬件設(shè)備要做好防雷措施，對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所配備的不間斷電源要具有電壓穩(wěn)定性，保證其能夠有效維持整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2 維持主板的正常運(yùn)行

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，計(jì)算機(jī)主板的正常運(yùn)行也可能會(huì)有較多的威脅，需要對(duì)此加強(qiáng)認(rèn)知。對(duì)于整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，主板是硬件與軟件之間進(jìn)行聯(lián)系的橋梁，也是硬件系統(tǒng)的基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)主板來(lái)對(duì)硬件交換指令進(jìn)行傳輸。計(jì)算機(jī)主板所面臨的安全性威脅，來(lái)自靜電以及形變這兩個(gè)主要的因素。計(jì)算機(jī)主板中含有電路板芯片以及大量的晶體管，可以通過(guò)主板接口與其他計(jì)算機(jī)輸入或者是輸出設(shè)備相互連接。在穩(wěn)定電壓條件下，計(jì)算機(jī)主板運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生靜電，影響主板運(yùn)營(yíng)的穩(wěn)定性，甚至?xí){整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全，導(dǎo)致部分電路原件被靜電所損壞。面對(duì)這種威脅，計(jì)算機(jī)硬盤(pán)主板需要有效減少靜電，防止對(duì)電路元器件的破壞。此外，計(jì)算機(jī)主板在運(yùn)行過(guò)程中，如果受到外力作用，可能會(huì)發(fā)生變形，影響其物理結(jié)構(gòu)。

除了計(jì)算機(jī)主板可能發(fā)生安全性問(wèn)題之外，計(jì)算機(jī)的硬盤(pán)內(nèi)存設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)的連接設(shè)備也有可能在一些不穩(wěn)定因素下發(fā)生安全問(wèn)題，因此對(duì)這些硬件硬盤(pán)設(shè)備也需要采用保障措施。比如，對(duì)于計(jì)算機(jī)硬盤(pán)要通過(guò)防靜電措施，減少對(duì)元件的影響；對(duì)于計(jì)算機(jī)內(nèi)存來(lái)說(shuō)，主要是要避免物理性損傷，防止散熱性效果對(duì)其內(nèi)存所造成的危害；針對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，需要對(duì)存在有安全問(wèn)題的軟件重新進(jìn)行安裝，以解決所存在的安全性問(wèn)題。

4 硬件系統(tǒng)的維護(hù)性原則

4.1 由外到內(nèi)

計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，如果故障發(fā)生在內(nèi)部硬件中，需要從外到內(nèi)進(jìn)行檢查，對(duì)于硬件設(shè)備進(jìn)行客觀分析。同時(shí)維護(hù)管理人員還需定期對(duì)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)進(jìn)行排查，將一些系統(tǒng)性的隱患進(jìn)行及時(shí)的處理。需要對(duì)硬件系統(tǒng)進(jìn)行定期維護(hù)，以此來(lái)保證整個(gè)硬件系統(tǒng)的安全性。

4.2 由靜到動(dòng)

在計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)未通電時(shí)，做好對(duì)硬件設(shè)備的檢查，這種檢查方法被稱為靜態(tài)的檢測(cè)方式，如果通電之后再進(jìn)行檢測(cè)，那么就是動(dòng)態(tài)性的檢測(cè)。對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)，需要從靜態(tài)檢測(cè)到動(dòng)態(tài)檢測(cè)一連串運(yùn)行，逐漸實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的延伸，這樣能夠?yàn)橛?jì)算機(jī)的安全穩(wěn)定性奠定良好的基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語(yǔ)

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，計(jì)算機(jī)硬件安全保障以及維護(hù)都需要有新的思路。需要加強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的設(shè)計(jì)安全保障，做好加密技術(shù)的應(yīng)用，同時(shí)對(duì)內(nèi)存區(qū)域合理進(jìn)行分區(qū)；在硬件維護(hù)策略中，要遵循由外及內(nèi)以及由靜到動(dòng)的檢測(cè)方式，做好服務(wù)器以及主板正常運(yùn)營(yíng)維護(hù)，防止受到非法程序或是病毒的攻擊，提升整個(gè)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的安全性。

[1]麥合木提·阿吾提.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下計(jì)算機(jī)硬件的安全保障與維護(hù)[J].計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通，2020（06）：78.

[2]張剛昌，陳常青.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下計(jì)算機(jī)硬件安全保障及維護(hù)對(duì)策研究[J].信息通信，2020（01）：177-178.

[3]畢海嘉.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下計(jì)算機(jī)硬件安全保障及維護(hù)策略的思考[J].電子世界，2018（12）：88-89.