網(wǎng)絡(luò)計算機硬件安全保障及維護策略

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

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；計算機；硬件安全；保障策略

1前言

在計算機的運營系統(tǒng)中，軟件與硬件都是重要的組成部分。隨著近幾年來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，計算機軟件在設(shè)計和安全保障維護方面都取得了長足的進步，但是在硬件安全方面卻沒有得到足夠的重視。同時，計算機硬件的安全對于系統(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，維護好計算機硬件的安全，做好平時的保障以及系統(tǒng)的維護，對于計算機整體系統(tǒng)正常運行必不可少。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，計算機硬件的運營性能和效率與整體服務(wù)性有著直接的聯(lián)系。在計算機結(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)在不斷擴大，計算機硬件必然會面臨來自網(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，它能夠使得計算機軟件與硬件之間達(dá)到完美協(xié)調(diào)，同時也可能會造成計算機硬件的安全漏洞，非法程序以及病毒都能夠通過安全漏洞進入到計算機內(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)境下如何實現(xiàn)計算機硬件的安全性，保障內(nèi)部數(shù)據(jù)正常運行，是相關(guān)研究人員需要重點思考的問題。計算機硬件在正常運行時，其安全問題主要集中在存儲的介質(zhì)、輸入和輸出設(shè)備等幾個領(lǐng)域。對于存儲設(shè)備來說，自身并不具備攻擊防御能力，一旦遭受到非法入侵，可能會導(dǎo)致存儲介質(zhì)內(nèi)亂，對數(shù)據(jù)安全造成嚴(yán)重威脅。同時計算機硬件的外部環(huán)境也會對其正常運行造成影響，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，如果計算機硬件系統(tǒng)周圍的環(huán)境濕度超過80%，則可能會使得計算機內(nèi)部金屬材料表面出現(xiàn)一定的銹蝕，這種銹蝕會導(dǎo)致短路的現(xiàn)象發(fā)生，嚴(yán)重威脅計算機硬件以及系統(tǒng)的整體性安全。因此，從計算機硬件設(shè)備的設(shè)計以及維護兩個方面來探討網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下硬件的安全保障和維護策略具有重要意義。

2計算機硬件層面的安全保障

2.1設(shè)計的安全性保障

設(shè)計是計算機硬件系統(tǒng)的源頭，因此計算機硬件的安全保障首先需要從設(shè)計方面進行分析討論。設(shè)計領(lǐng)域的防護措施主要包括對于木馬系統(tǒng)的檢測、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)致計算機硬件系統(tǒng)癱瘓，大量數(shù)據(jù)流失。在計算機硬件的電路設(shè)計過程中，如果加入門電路，則會在進行安全檢測的過程中無法識別部分攻擊，加劇了木馬程序?qū)τ谙到y(tǒng)的攻擊性，嚴(yán)重危及計算機硬件系統(tǒng)的安全。在常規(guī)狀況下，攻擊計算機硬件系統(tǒng)的木馬程序需要在硬件系統(tǒng)進入運營到相關(guān)狀態(tài)下，才能夠發(fā)揮其對系統(tǒng)性的破壞作用，包括對于硬件功能性的改變、搶占內(nèi)部存儲器的資源、硬件信息進行復(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，它是由簡單的電流觸發(fā)的，可能包括and門以及nand門各一個，其中還包括電容和xor門。在長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間內(nèi)進入高電平區(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。對于這種木馬程序的入侵，可以采用反向的木馬檢測技術(shù)，例如可以利用功能檢測技術(shù)，主要是故障測試機，可以向芯片中加入鼓勵電流，通過對輸出的電流進行檢測，來查看內(nèi)部是否存在硬件的木馬。

2.2內(nèi)存區(qū)域進行合理的隔離

內(nèi)存是計算機硬件應(yīng)用的非常重要組成部分，同時也是計算機數(shù)據(jù)存儲主要的設(shè)備類型。維護好內(nèi)存應(yīng)用的安全，可以保證數(shù)據(jù)的安全性，同時使得計算機系統(tǒng)安全性得到有效的提升。這要求我們對內(nèi)存數(shù)據(jù)進行合理的劃分，根據(jù)重要性對內(nèi)存數(shù)據(jù)進行隔離處理，保障數(shù)據(jù)安全與穩(wěn)定。同時，對于一些較為重要以及較為敏感的隱私數(shù)據(jù)，通過與外界隔離的方式，避免受到外部環(huán)境的干擾。對于每一個內(nèi)存區(qū)域可以設(shè)置相應(yīng)的訪問權(quán)限設(shè)置，只有授權(quán)登錄的用戶才能夠訪問內(nèi)存的某一區(qū)域。這樣可以有效控制網(wǎng)絡(luò)危險環(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。

2.3做好加密技術(shù)

首先，可以采用密匙，對整個計算機硬件數(shù)據(jù)系統(tǒng)進行加密，使得數(shù)據(jù)得到保障。因為利用加密技術(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的形式，即對系統(tǒng)的硬盤數(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?，保障計算機網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)的安全運營。然而，全加密硬盤并不能夠?qū)λ械臄?shù)據(jù)都進行加密，因此這種加密形式有待完善。利用加密技術(shù)能夠使得計算機數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?yīng)形式的密碼，通過加密技術(shù)的算法，將這些密碼再進行讀取，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)，無法獲得數(shù)據(jù)的原始效果，以此提升了計算機系統(tǒng)的安全性。在目前階段使用比較多的加密技術(shù)有對稱和非對稱兩種形式，對稱是指加密與解密使用同一套系統(tǒng)，無須進行額外的轉(zhuǎn)換，以此實現(xiàn)高效率的加密以及解密的作業(yè)；非對稱是指加密與解密使用兩種不同類型的密匙，此外，計算機硬盤可以創(chuàng)新字符與數(shù)字的結(jié)合形式，增加密碼長度，對交錯規(guī)律不斷進行變化，有效防止硬盤受到干擾。

3網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下計算機硬件的維護策略

3.1處理器的維護策略

在外部環(huán)境因素影響下，計算機會出現(xiàn)相應(yīng)的安全問題，對于處理器的正常運轉(zhuǎn)造成威脅，因此需要采用適當(dāng)?shù)拇胧?，提升對于處理器進行維護。比如說在常規(guī)情況下，如果夏季到來，計算器散熱能力受到抑制，可能會出現(xiàn)散熱困難的現(xiàn)象，使得計算機系統(tǒng)活動能力下降，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可能會導(dǎo)致機身的壽命縮短，或者是在高溫條件下直接發(fā)生損壞。如果計算機系統(tǒng)配置比較高，系統(tǒng)處理器會擔(dān)負(fù)較重的處理任務(wù)，高溫會使得計算機運行速率受到影響。面對這種情況，為保證計算機處理器的散熱系統(tǒng)高效率運轉(zhuǎn)，可以實行水冷散熱的形式。水冷散熱相對于其他散熱方法更為簡單快捷。在處理器進行散熱過程中，所產(chǎn)生的噪音比較小，同時能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)循環(huán)散熱，滿足計算機多種設(shè)備的散熱需求，能夠進一步提升計算機硬件設(shè)備的散熱效果。如果計算機處理設(shè)備在不穩(wěn)定的電壓狀況下，可能會導(dǎo)致處理器損毀，也可能會受到雷電等惡劣天氣的破壞，因此需要為計算機的處理器以及其他硬件設(shè)備要做好防雷措施，對于計算機系統(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計算機系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。

3.2維持主板的正常運行

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，計算機主板的正常運行也可能會有較多的威脅，需要對此加強認(rèn)知。對于整個計算機系統(tǒng)來說，主板是硬件與軟件之間進行聯(lián)系的橋梁，也是硬件系統(tǒng)的基礎(chǔ)，計算機系統(tǒng)通過主板來對硬件交換指令進行傳輸。計算機主板所面臨的安全性威脅，來自靜電以及形變這兩個主要的因素。計算機主板中含有電路板芯片以及大量的晶體管，可以通過主板接口與其他計算機輸入或者是輸出設(shè)備相互連接。在穩(wěn)定電壓條件下，計算機主板運行時會產(chǎn)生靜電，影響主板運營的穩(wěn)定性，甚至?xí){整個計算機系統(tǒng)的安全，導(dǎo)致部分電路原件被靜電所損壞。面對這種威脅，計算機硬盤主板需要有效減少靜電，防止對電路元器件的破壞。此外，計算機主板在運行過程中，如果受到外力作用，可能會發(fā)生變形，影響其物理結(jié)構(gòu)。除了計算機主板可能發(fā)生安全性問題之外，計算機的硬盤內(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)生安全問題，因此對這些硬件硬盤設(shè)備也需要采用保障措施。比如，對于計算機硬盤要通過防靜電措施，減少對元件的影響；對于計算機內(nèi)存來說，主要是要避免物理性損傷，防止散熱性效果對其內(nèi)存所造成的危害；針對網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，需要對存在有安全問題的軟件重新進行安裝，以解決所存在的安全性問題。

4硬件系統(tǒng)的維護性原則

4.1由外到內(nèi)

計算機發(fā)生故障時，如果故障發(fā)生在內(nèi)部硬件中，需要從外到內(nèi)進行檢查，對于硬件設(shè)備進行客觀分析。同時維護管理人員還需定期對計算機硬件系統(tǒng)進行排查，將一些系統(tǒng)性的隱患進行及時的處理。需要對硬件系統(tǒng)進行定期維護，以此來保證整個硬件系統(tǒng)的安全性。

4.2由靜到動

在計算機硬件系統(tǒng)未通電時，做好對硬件設(shè)備的檢查，這種檢查方法被稱為靜態(tài)的檢測方式，如果通電之后再進行檢測，那么就是動態(tài)性的檢測。對于計算機系統(tǒng)的運營維護，需要從靜態(tài)檢測到動態(tài)檢測一連串運行，逐漸實現(xiàn)檢測的延伸，這樣能夠為計算機的安全穩(wěn)定性奠定良好的基礎(chǔ)。

5結(jié)束語

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，計算機硬件安全保障以及維護都需要有新的思路。需要加強對計算機硬件的設(shè)計安全保障，做好加密技術(shù)的應(yīng)用，同時對內(nèi)存區(qū)域合理進行分區(qū)；在硬件維護策略中，要遵循由外及內(nèi)以及由靜到動的檢測方式，做好服務(wù)器以及主板正常運營維護，防止受到非法程序或是病毒的攻擊，提升整個計算機硬件系統(tǒng)的安全性。

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作者：朱泓 單位：長春市外語網(wǎng)站