◆王國勇

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

◆王國勇

（懷化師范高等專科學(xué)校 湖南 418000）

近年來，隨著我國電子信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)和硬件技術(shù)已呈現(xiàn)快速發(fā)展的趨勢(shì)。而硬件安全性仍然是影響信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用程序安全性的重要限制因素。計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備的制造過程比較復(fù)雜，技術(shù)過程非常精確。在操作過程中，硬件很容易受到外部因素的干擾。因此，本文對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全和維護(hù)對(duì)策進(jìn)行了分析和研究，以期進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全，避免由于硬件安全問題造成重大的損失。

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

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的計(jì)算機(jī)硬件實(shí)際上是，計(jì)算機(jī)物理機(jī)械設(shè)備的物理結(jié)構(gòu)的總稱。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全因素遇到了一些威脅和挑戰(zhàn)，這給信息技術(shù)和電子信息技術(shù)的應(yīng)用帶來了安全威脅。在信息社會(huì)中，Internet可以極大地改善生活質(zhì)量和工作便利性，也可能產(chǎn)生很大的網(wǎng)絡(luò)安全問題。如何確保信息技術(shù)和電子信息技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的合理運(yùn)行，如何確保計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠合理運(yùn)行并充分發(fā)揮關(guān)鍵功能，已成為一個(gè)值得思考的難題。

1 計(jì)算機(jī)硬件安全問題

在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行期間發(fā)生的安全隱患主要集中在移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備、輸出設(shè)備和外部設(shè)備上。例如，存儲(chǔ)設(shè)備的特性無法與黑客攻擊相提并論，并且危害系統(tǒng)軟件安全的外部攻擊和非法入侵將損害計(jì)算機(jī)軟件并危害數(shù)據(jù)信息和網(wǎng)絡(luò)信息的安全。此外，外部因素也可能危害計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。例如，相對(duì)空氣濕度、工作溫度、干擾信號(hào)等都可能損害計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并且如果計(jì)算機(jī)自然環(huán)境中空氣的相對(duì)濕度超過80°，則計(jì)算機(jī)內(nèi)部硬件配置的金屬表面可能會(huì)融化并導(dǎo)致短路故障。因此，必須根據(jù)硬件配置和機(jī)械設(shè)備兩個(gè)級(jí)別的設(shè)計(jì)和維護(hù)來處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)遇到的安全威脅。自然環(huán)境中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)軟件中的電子設(shè)備，機(jī)械設(shè)備和光學(xué)組件組成的各種物理機(jī)械設(shè)備的總稱。實(shí)際上，它指的是即時(shí)危害的特征、物理結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)的高效運(yùn)行、服務(wù)項(xiàng)目的連續(xù)性等。計(jì)算機(jī)與Internet緊密相連，Internet是一把雙刃劍。在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，沒有人能夠確保所有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。有許多因素會(huì)危害電子計(jì)算機(jī)的可靠運(yùn)行。最常見的是相對(duì)空氣濕度、室內(nèi)溫度、干擾信號(hào)和互聯(lián)網(wǎng)入侵。放置計(jì)算機(jī)的房間有一定的空氣相對(duì)濕度規(guī)定，并且空氣濕度不能超過80°。

2 計(jì)算機(jī)硬件對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全的影響

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)備包括CPU，存儲(chǔ)設(shè)備，用于數(shù)據(jù)加密的計(jì)算機(jī)硬盤，無線路由器等，以確保計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)備的安全。只有當(dāng)計(jì)算機(jī)處于良好的辦公環(huán)境中時(shí)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)機(jī)器和設(shè)備才能可靠運(yùn)行，否則，在存在安全隱患的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)機(jī)器和設(shè)備的安全運(yùn)行將無法得到保證。此外，溫度和環(huán)境濕度，靜電感應(yīng)問題，磁場(chǎng)和無線電波都會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械和設(shè)備造成特殊危害。如果計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械和設(shè)備處于高溫自然環(huán)境中，則很容易在機(jī)械和設(shè)備的硬件配置的相關(guān)性能參數(shù)中造成錯(cuò)誤或錯(cuò)誤，并且在電子計(jì)算機(jī)都正常工作時(shí)，否則可能會(huì)導(dǎo)致突然的邏輯錯(cuò)誤甚至損壞。電子計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵部分。當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械和設(shè)備處于極端寒冷的自然環(huán)境中時(shí)，一些水蒸氣分子結(jié)構(gòu)會(huì)在電子計(jì)算機(jī)的內(nèi)部電路板和電纜上固化，這很容易引起電化學(xué)腐蝕和生銹，電纜腐蝕和短路，如果硬件配置機(jī)器設(shè)備被破壞，則電子計(jì)算機(jī)將無法正常運(yùn)行。另外，空氣中的塵埃過多會(huì)減少電路板的電阻，計(jì)算機(jī)的常見故障之一便是組件的充放電問題。此外，在日常自然環(huán)境中產(chǎn)生的磁場(chǎng)，無線電波和過多的輻射源可能會(huì)影響計(jì)算機(jī)系統(tǒng)機(jī)械和設(shè)備的所有正常運(yùn)行。在更嚴(yán)重的情況下，硬件配置機(jī)械和設(shè)備的常見故障甚至?xí)褂?jì)算機(jī)癱瘓。

3 保證計(jì)算機(jī)硬件安全的原理

（1）從外到內(nèi)

一般情況下，如果計(jì)算機(jī)的外部硬件設(shè)備出現(xiàn)故障，很容易找到，故障排除也比較簡(jiǎn)單，只需要根據(jù)實(shí)際的故障情況對(duì)計(jì)算機(jī)的外部硬件設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，最后對(duì)主機(jī)硬件設(shè)備進(jìn)行測(cè)試即可。

（2）從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)

靜電檢測(cè)是在計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備未打開電源時(shí)對(duì)其進(jìn)行的檢測(cè)。測(cè)試計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備時(shí)，如果在關(guān)閉電源后無法檢測(cè)到某些錯(cuò)誤，則必須打開電源進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試，以防止損壞其他計(jì)算機(jī)設(shè)備。

（3）由先到后

日常維修中，維修人員經(jīng)常會(huì)忽略計(jì)算機(jī)電源故障問題，但是電源問題對(duì)計(jì)算機(jī)構(gòu)成了主要的安全威脅。電源不足時(shí)，計(jì)算機(jī)很容易出現(xiàn)多次故障。因此，首先對(duì)計(jì)算機(jī)電源設(shè)備進(jìn)行了測(cè)試。

（4）從簡(jiǎn)單到復(fù)雜

測(cè)試計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備時(shí)，必須首先檢查簡(jiǎn)單的缺陷。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備的缺陷相對(duì)簡(jiǎn)單。檢查是否有其他硬件設(shè)備，例如與網(wǎng)卡插槽的接觸不良，主機(jī)內(nèi)部的灰塵過多等。

4 保持計(jì)算機(jī)硬件安全的策略

（1）安全微處理器

安全微控制器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全保護(hù)設(shè)備的重要組成部分，對(duì)于確保計(jì)算機(jī)軟件的安全性也很重要。當(dāng)安全微控制器收到用于數(shù)據(jù)加密的系統(tǒng)軟件程序流命令時(shí)，它將立即解密該命令，并根據(jù)解密后的命令規(guī)則執(zhí)行此命令。電子計(jì)算機(jī)微控制器（中間控制組件）可以獲得數(shù)據(jù)加密的操作代碼，并在特定時(shí)間范圍內(nèi)執(zhí)行解密和命令執(zhí)行任務(wù)。一個(gè)安全的微控制器可以防止外部入侵者監(jiān)視微控制器對(duì)程序流的清除，因?yàn)樵诮饷艿卿浢艽a后不容易顯示系統(tǒng)軟件程序流命令。另外，由安全微控制器解析的數(shù)據(jù)信息在被加密存儲(chǔ)之前已被加過一次密。盡管電子計(jì)算機(jī)可以授予客戶端訪問限制，但是安全的微控制器可以阻止授權(quán)客戶端偽造系統(tǒng)總線。系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件必須將加密的數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)信息安全微控制器，以執(zhí)行數(shù)據(jù)信息解密。解密后的數(shù)據(jù)信息只能傳輸?shù)浇?jīng)過身份驗(yàn)證的網(wǎng)站程序進(jìn)程中，并最終存儲(chǔ)在電子計(jì)算機(jī)的保護(hù)性存儲(chǔ)區(qū)域中，以防止其他系統(tǒng)軟件程序進(jìn)程被瀏覽或激活。

（2）內(nèi)存區(qū)的分離

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全保護(hù)設(shè)備的另一個(gè)組件是受保護(hù)的操作存儲(chǔ)區(qū)，該保護(hù)的操作存儲(chǔ)區(qū)生成了一個(gè)完全不受外界保護(hù)的操作存儲(chǔ)區(qū)，并存儲(chǔ)機(jī)密數(shù)據(jù)。保護(hù)存儲(chǔ)區(qū)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)和信息只能通過其所屬的程序流進(jìn)行瀏覽，而其他應(yīng)用程序軟件則無法開始瀏覽。具有較高安全級(jí)別的計(jì)算機(jī)軟件的源代碼也可以存儲(chǔ)在保護(hù)性存儲(chǔ)區(qū)域中，并且電子計(jì)算機(jī)的其他外圍設(shè)備不能在保護(hù)性存儲(chǔ)區(qū)域中啟用數(shù)據(jù)信息，從而確保這種類型的縱橫比的安全性。

（3）完全加密的硬盤

具有完全數(shù)據(jù)加密功能的計(jì)算機(jī)硬盤是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全保護(hù)設(shè)備的關(guān)鍵組成部分。它的功能是對(duì)計(jì)算機(jī)硬盤上的所有數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)加密。電子計(jì)算機(jī)具有完整的數(shù)據(jù)加密功能可以防止外部工作人員瀏覽磁盤驅(qū)動(dòng)器上的數(shù)據(jù)信息?？梢愿鶕?jù)文件加密軟件或硬盤硬件配置來完成。但是，使用文件加密軟件進(jìn)行完整數(shù)據(jù)加密的磁盤驅(qū)動(dòng)器實(shí)質(zhì)上并不是完全數(shù)據(jù)庫加密，而僅由計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)執(zhí)行。由硬盤硬件配置完成的具有完整數(shù)據(jù)加密的計(jì)算機(jī)硬盤，不僅可以對(duì)由計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)分區(qū)的計(jì)算機(jī)硬盤進(jìn)行完整的數(shù)據(jù)加密。

（4）數(shù)據(jù)總線加密

電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總線數(shù)據(jù)加密是指將密鑰應(yīng)用于系統(tǒng)總線上的數(shù)據(jù)加密，包括系統(tǒng)軟件應(yīng)用程序軟件命令和常規(guī)數(shù)據(jù)信息。系統(tǒng)總線數(shù)據(jù)加密應(yīng)用于安全級(jí)別較高的計(jì)算機(jī)軟件，例如國防通信設(shè)備，信息安全監(jiān)控系統(tǒng)，自動(dòng)柜員機(jī)設(shè)備等。另外，當(dāng)電子計(jì)算機(jī)CPU根據(jù)系統(tǒng)總線與另一電子計(jì)算機(jī)CPU進(jìn)行交互時(shí)，系統(tǒng)總線數(shù)據(jù)加密還必須對(duì)交互式數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)加密。

（5）主板維護(hù)

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，計(jì)算機(jī)硬件主板也面臨著嚴(yán)重的安全威脅，因此必須首先明確掌握計(jì)算機(jī)主板的必要性。實(shí)際上，對(duì)于計(jì)算機(jī)而言，主板是與計(jì)算機(jī)硬件進(jìn)行通信的重要橋梁，它也是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)軟件的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序硬件在硬件之間交換命令。當(dāng)今計(jì)算機(jī)主板面臨的安全威脅主要是由靜電感應(yīng)和變形問題引起的。計(jì)算機(jī)母板的組成包括電路板，集成的IC和晶體管，它們根據(jù)母板接口與其他硬件和設(shè)備互連。

在操作過程中，母板會(huì)產(chǎn)生一定量的靜電，這會(huì)影響母板的穩(wěn)定性，并影響母板的穩(wěn)定性和運(yùn)行，從而可能損壞母板的電路組件?？紤]到這種情況，有必要將計(jì)算機(jī)硬件主板接地，以減少靜電對(duì)主板運(yùn)行的影響。計(jì)算機(jī)主板在外力的作用下會(huì)變形，這可能會(huì)影響物理結(jié)構(gòu)，在這種情況下，必須將主板固定到主機(jī)架上，以防止主機(jī)架劇烈振動(dòng)。

除了主板以外，計(jì)算機(jī)硬件的硬盤，內(nèi)存和網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備還會(huì)在外部因素的影響下引起安全問題，因此，必須確保并維護(hù)計(jì)算機(jī)硬件，硬盤等其他硬件設(shè)施的安全，例如電路組件應(yīng)在硬盤上采取防靜電措施，以減少靜電對(duì)其的影響。對(duì)于內(nèi)存，應(yīng)避免物理損壞，并且散熱不良應(yīng)防止對(duì)內(nèi)存造成任何影響。應(yīng)該避免使用計(jì)算機(jī)，并且對(duì)于連接到網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，重新安裝和覆蓋存在安全問題的軟件可以解決安全問題。

5 結(jié)論

充分考慮計(jì)算機(jī)硬件機(jī)械設(shè)備面臨的安全威脅，確保對(duì)計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)和安全維護(hù)進(jìn)行維護(hù)，并根據(jù)計(jì)算機(jī)硬件機(jī)械設(shè)備可能面臨的安全威脅采取有效的設(shè)計(jì)方法和目標(biāo)，對(duì)運(yùn)行內(nèi)存和主板，CPU和其他計(jì)算機(jī)硬件以進(jìn)行安全維護(hù)?？偠灾?，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的計(jì)算機(jī)安全因素包括多個(gè)級(jí)別，包括硬件設(shè)備，軟件系統(tǒng)和智能管理系統(tǒng)。由于計(jì)算機(jī)硬件機(jī)械設(shè)備的安全因素是安全維護(hù)的基礎(chǔ)，因此本文對(duì)計(jì)算機(jī)硬件安全維護(hù)的對(duì)策進(jìn)行了詳細(xì)的研究，對(duì)提高計(jì)算機(jī)的安全運(yùn)行效果非常好。

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