計算機硬件與環(huán)境安全

計算機硬件與環(huán)境安全第1頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/20231信息安全原理與技術(shù)本章主要內(nèi)容對計算機硬件的安全威脅計算機硬件安全技術(shù)環(huán)境安全技術(shù)第2頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/20232信息安全原理與技術(shù)計算機硬件及其運行環(huán)境是計算機網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)，它們的安全直接影響著網(wǎng)絡(luò)信息的安全。由于自然災(zāi)害、設(shè)備自然損壞和環(huán)境干擾等自然因素以及人為的竊取與破壞等原因，計算機設(shè)備和其中信息的安全受到很大的威脅。本章討論計算機設(shè)備及其運行環(huán)境以及計算機中的信息面臨的各種安全威脅和防護(hù)方法，并介紹利用硬件技術(shù)實現(xiàn)信息安全的一些方法。第3頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/20233信息安全原理與技術(shù)3.1對計算機硬件的安全威脅3.1.1計算機硬件安全缺陷3.1.2環(huán)境對計算機的安全威脅第4頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/20234信息安全原理與技術(shù)3.1.1計算機硬件安全缺陷重點討論PC機的安全

PC機的一個重要用途是建立個人辦公環(huán)境，可以放在辦公室的辦公桌上。這樣既提供了方便，也產(chǎn)生了安全方面的問題。與大型計算機相比，大多數(shù)PC機無硬件級的保護(hù)，他人很容易操縱控制機器。第5頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/20235信息安全原理與技術(shù)即使有保護(hù)機制也很簡單，或者很容易被繞過。例如，CMOS中的口令機制可以通過把CMOS的供電電池短路，使CMOS電路失去記憶功能，而繞過口令的控制。由于PC機的機箱很容易打開（有的機器甚至連螺絲刀也不需要），做到這一點是很容易。第6頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/20236信息安全原理與技術(shù)

PC機的硬件是很容易安裝的，當(dāng)然也是很容易拆卸的，硬盤是很容易被偷盜的，其中的信息自然也就不安全了。存儲在硬盤上的文件幾乎沒有任何保護(hù)措施，DOS的文件系統(tǒng)的存儲結(jié)構(gòu)與管理方法幾乎是人所皆知的，對文件附加的安全屬性，如隱藏、只讀、獨占等屬性，很容易被修改，對磁盤文件目錄區(qū)的修改既沒有軟件保護(hù)，也沒有硬件保護(hù)，掌握磁盤管理工具的人，很容易更改磁盤文件目錄區(qū)，造成整個系統(tǒng)的信息紊亂。

第7頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/20237信息安全原理與技術(shù)

在硬盤或軟盤的磁介質(zhì)表面的殘留磁信息也是重要的信息泄漏渠道，文件刪除操作僅僅在文件目錄中作了一個標(biāo)記，并沒有刪除文件本身數(shù)據(jù)存區(qū)，有經(jīng)驗的用戶可以很容易恢復(fù)被刪除的文件。保存在軟盤上的數(shù)據(jù)很容易因不小心劃壞、各種硬碰傷或受潮霉變而無法利用。

第8頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/20238信息安全原理與技術(shù)

內(nèi)存空間之間沒有保護(hù)機制，即使簡單的界限寄存器也沒有，也沒有只可供操作系統(tǒng)使用的監(jiān)控程序或特權(quán)指令，任何人都可以編制程序訪問內(nèi)存的任何區(qū)域，甚至連系統(tǒng)工作區(qū)（如系統(tǒng)的中斷向量區(qū)）也可以修改，用戶的數(shù)據(jù)區(qū)得不到硬件提供的安全保障。

第9頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/20239信息安全原理與技術(shù)

有些軟件中包含用戶身份認(rèn)證功能，如口令、軟件狗等都很容易被有經(jīng)驗的程序員繞過或修改認(rèn)證數(shù)據(jù)。有的微機處理器芯片雖然提供硬件保護(hù)功能，但這些功能還未被操作系統(tǒng)有效利用。

第10頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202310信息安全原理與技術(shù)

計算機硬件的尺寸越來越小，容易搬移，尤其是便攜機更是如此。這既是優(yōu)點，也是弱點。這樣小的機器并未設(shè)計固定裝置，使機器能方便地固定在桌面上，盜竊者能夠很容易地搬走整個機器，其中的各種文件也就談不上安全問題了。

第11頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202311信息安全原理與技術(shù)

計算機的外部設(shè)備是不受操作系統(tǒng)安全控制的，任何人都可以利用系統(tǒng)提供的輸出命令打印文件內(nèi)容，輸出設(shè)備是最容易造成信息泄漏或被竊取的地方。

第12頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202312信息安全原理與技術(shù)計算機中的顯示器、中央處理器（CPU）和總線等部件在運行過程中能夠向外部輻射電磁波，電磁波反映了計算機內(nèi)部信息的變化。經(jīng)實際儀器測試，在幾百米以外的距離可以接受與復(fù)現(xiàn)顯示器上顯示的信息，計算機屏幕上的信息可以在其所有者毫不知曉的情況下泄漏出去。計算機電磁泄漏是一種很嚴(yán)重的信息泄漏途徑。

第13頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202313信息安全原理與技術(shù)

計算機的中央處理器（CPU）中常常還包括許多未公布的指令代碼，例如DOS操作系統(tǒng)中就利用了許多未公開的80X86系列的指令。這些指令常常被廠家用于系統(tǒng)的內(nèi)部診斷或可能被作為探視系統(tǒng)內(nèi)部的信息的“陷門”，有的甚至可能被作為破壞整個系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的“炸彈”。

第14頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202314信息安全原理與技術(shù)

計算機硬件故障也會對計算機中的信息造成威脅，硬件故障常常會使正常的信息流中斷，在實時控制系統(tǒng)中，這將造成歷史信息的永久丟失；磁盤存儲器磁介質(zhì)的磨損或機械故障使磁盤文件遭到損壞。這些情況都會破壞信息的完整性。

第15頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202315信息安全原理與技術(shù)3.1.2環(huán)境對計算機的安全威脅1．溫度2．濕度3．灰塵4．電磁干擾第16頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202316信息安全原理與技術(shù)

計算機的電子元器件、芯片都密封在機箱中，有的芯片工作時表面溫度相當(dāng)高，例如586CPU芯片需要帶一個小風(fēng)扇散熱，電源部件也是一個大的熱源，雖然機箱后面有小型排風(fēng)扇，但計算機工作時，箱內(nèi)的溫度仍然相當(dāng)?shù)母?，如果周邊溫度也比較高的話，機箱內(nèi)的溫度很難降下來。

溫度第17頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202317信息安全原理與技術(shù)

一般電子元器件的工作溫度的范圍是0℃~45℃，當(dāng)環(huán)境溫度超過60℃時，計算機系統(tǒng)就不能正常工作，溫度每升高10℃，電子元器件的可靠性就會降低25%。元器件可靠性降低無疑將影響計算機的正確運算，影響結(jié)果的正確性。

第18頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202318信息安全原理與技術(shù)

溫度對磁介質(zhì)的導(dǎo)磁率影響很大，溫度過高或過低都會使導(dǎo)磁率降低，影響磁頭讀寫的正確性。溫度還會使磁帶、磁盤表面熱脹冷縮發(fā)生變化，造成數(shù)據(jù)的讀寫錯誤，影響信息的正確性。溫度過高會使插頭、插座、計算機主版、各種信號線腐蝕速度加快，容易造成接觸不良，溫度過高也會使顯示器各線圈骨架尺寸發(fā)生變化，使圖象質(zhì)量下降。溫度過低會使絕緣材料變硬、變脆，使漏電流增大，也會使磁記錄媒體性能變差，也會影響顯示器的正常工作。計算機工作的環(huán)境溫度最好是可調(diào)節(jié)的，一般控制在21℃±3℃。

第19頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202319信息安全原理與技術(shù)

環(huán)境的相對濕度若低于40%時，環(huán)境相對是干燥的；若相對濕度若高于60%時，環(huán)境相對是潮濕的。濕度過高過低對計算機的可靠性與安全性都有影響。當(dāng)相對濕度超過65%以后，就會在元器件的表面附著一層很薄的水膜，會造成元器件各引腳之間的漏電，甚至可能出現(xiàn)電弧現(xiàn)象。當(dāng)水膜中含有雜質(zhì)時，它們會附著在元器件引腳、導(dǎo)線、接頭表面，會造成這些表面發(fā)霉和觸點腐蝕。磁性介質(zhì)是多孔材料，在相對濕度高的情況下，它會吸收空氣中的水分變潮，使其導(dǎo)磁率發(fā)生明顯變化，造成磁介質(zhì)上的信息讀寫錯誤。

濕度第20頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202320信息安全原理與技術(shù)

在高濕度的情況下，打印紙會吸潮變厚，也會影響正常的打印操作。當(dāng)相對濕度低于20%時，空氣相當(dāng)干燥，這種情況下極易產(chǎn)生很高的靜電（實驗測量可達(dá)10kV），如果這時有人去碰MOS器件，會造成這些器件的擊穿或產(chǎn)生誤動作。過分干燥的空氣也會破壞磁介質(zhì)上的信息，會使紙張變脆、印刷電路板變形。如果對計算機運行環(huán)境沒有任何控制，溫度與濕度高低交替大幅度變化，會加速對計算機中的各種器件與材料腐蝕與破壞作用，嚴(yán)重影響計算機的正常運行與壽命。計算機正常的工作濕度應(yīng)該是40%與60%之間。

第21頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202321信息安全原理與技術(shù)

空氣中的灰塵對計算機中的精密機械裝置，如磁盤、光盤驅(qū)動器影響很大，磁盤機與光盤機的讀頭與盤片之間的距離很小，不到一個微米。在高速旋轉(zhuǎn)過程各種灰塵，其中包括纖維性灰塵會附著在盤片表面，當(dāng)讀頭靠近盤片表面讀信號的時候，就可能擦傷盤片表面或者磨損讀頭，造成數(shù)據(jù)讀寫錯誤或數(shù)據(jù)丟失。放在無防塵措施空氣中平滑的光盤表面經(jīng)常會帶有許多看不見的灰塵，即使用干凈的布梢微用點力去擦抹，也會在盤面上形成一道道劃痕。

灰塵第22頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202322信息安全原理與技術(shù)

如果灰塵中還包括導(dǎo)電塵埃和腐蝕性塵埃的話，它們會附著在元器件與電子線路的表面，此時機房若空氣濕度較大的話，會造成短路或腐蝕裸露的金屬表面?；覊m在器件表面的堆積，會降低器件的散熱能力。因此，對進(jìn)入機房的新鮮空氣應(yīng)進(jìn)行一次或兩次過濾，要采取嚴(yán)格的機房衛(wèi)生制度，降低機房灰塵含量。

第23頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202323信息安全原理與技術(shù)

電氣與電磁干擾是指電網(wǎng)電壓和計算機內(nèi)外的電磁場引起的干擾。常見的電氣干擾是指電壓的瞬間較大幅度的變化、突發(fā)的尖脈沖或電壓不足甚至掉電。例如，計算機房內(nèi)使用較大功率的吸塵器、電鉆，機房外使用電鋸、電焊機等大用電量設(shè)備，這些情況都容易在附近的計算機電源中產(chǎn)生電氣噪音信號干擾。

電磁干擾第24頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202324信息安全原理與技術(shù)

這些干擾一般容易破壞信息的完整性，有時還會損壞計算機設(shè)備。防止電氣干擾的辦法是采用穩(wěn)壓電源或不間斷電源，為了防止突發(fā)的電源尖脈沖，對電源還要增加濾波和隔離措施。

第25頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202325信息安全原理與技術(shù)

對計算機正常運轉(zhuǎn)影響較大的電磁干擾是靜電干擾與周邊環(huán)境的強電磁場干擾。由于計算機中的芯片大部分都是MOS器件，靜電電壓過高會破壞這些MOS器件，據(jù)統(tǒng)計50%以上的計算機設(shè)備的損害直接或間接與靜電有關(guān)。

第26頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202326信息安全原理與技術(shù)

防靜電的主要方法有：機房應(yīng)該按防靜電要求裝修（如使用防靜電地板），整個機房應(yīng)該有一個獨立的和良好的接地系統(tǒng)，機房中各種電氣和用電設(shè)備都接在統(tǒng)一的地線上。周邊環(huán)境的強電磁場干擾主要指可能的無線電發(fā)射裝置、微波線路、高壓線路、電氣化鐵路、大型電機、高頻設(shè)備等產(chǎn)生的強電磁干擾。這些強電磁干擾輕則會使計算機工作不穩(wěn)定，重則對計算機造成損壞。

第27頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202327信息安全原理與技術(shù)3.2計算機硬件安全技術(shù)計算機硬件安全技術(shù)是指用硬件的手段保障計算機系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的信息安全的各種技術(shù)，其中也包括為保障計算機安全可靠運行對機房環(huán)境的要求。本小節(jié)將介紹用硬件技術(shù)實現(xiàn)的訪問控制技術(shù)和防拷貝技術(shù)和防輻射技術(shù)。第28頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202328信息安全原理與技術(shù)3.2.1硬件訪問控制技術(shù)訪問控制的對象主要是計算機系統(tǒng)的軟件與數(shù)據(jù)資源，這兩種資源平時一般都是以文件的形式存放在硬盤或軟盤上。所謂訪問控制技術(shù)主要是保護(hù)這些文件不被非法訪問的技術(shù)。PC機中文件是以整體為單位被保護(hù)的，要么可以訪問整個文件，要么無權(quán)訪問。

第29頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202329信息安全原理與技術(shù)

對PC機文件的保護(hù)通常有以下四種形式：計算機資源的訪問控制功能；由個人用戶對文件進(jìn)行加密；防止對文件的非法拷貝；對整體環(huán)境進(jìn)行保護(hù)，表面對文件不保護(hù)，實際上在某種范圍內(nèi)保護(hù)。

第30頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202330信息安全原理與技術(shù)可能是因為過于考慮PC機的個人特性和使用的方便性的緣故，PC機操作系統(tǒng)沒有提供基本的文件訪問控制機制。在DOS系統(tǒng)和Windows系統(tǒng)中的文件的隱藏、只讀、只執(zhí)行等屬性以及Windows中的文件共享與非共享等機制是一種很弱的文件訪問控制機制。

第31頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202331信息安全原理與技術(shù)1、令牌或智能卡這里講的令牌是一種能標(biāo)識其持有人身份的特殊標(biāo)志。例如，可以利用圖章認(rèn)證一個人的身份，公民身份證也是一種認(rèn)證令牌。為了起到認(rèn)證作用，令牌必須與持有人之間是一一對應(yīng)的，要求令牌是唯一的和不能偽造的。身份證應(yīng)該是不能偽造的，否則身份證就無意義。

第32頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202332信息安全原理與技術(shù)

各種磁卡，如郵政儲蓄卡、電話磁卡等是用網(wǎng)絡(luò)通信令牌的一種形式，這種磁卡后面記錄了一些磁記錄信息，通常磁卡讀出器讀出磁卡信息后，還要求用戶輸入通行字以便確認(rèn)持卡人的身份。因此，如果磁卡丟失，拾到者也無法通過磁卡進(jìn)入系統(tǒng)。

第33頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202333信息安全原理與技術(shù)

還有一種更為復(fù)雜的信用卡形式——智能卡或芯片卡。這種卡中嵌入了一個微處理器。智能卡不僅可以保存用于辨別持有者的身份信息，還可以保存諸如存款余額的信息。這種卡不僅有存儲能力，而且還有計算能力。例如，它可以計算詢問—應(yīng)答系統(tǒng)的回答函數(shù)或者實現(xiàn)鏈路級的加密處理。

第34頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202334信息安全原理與技術(shù)智能卡的使用過程大致如下：一個用戶在網(wǎng)絡(luò)終端上輸入自己的名字，當(dāng)系統(tǒng)提示他輸入通行字時，把智能卡插入槽中并輸入其通行字，通行字不以明文形式回顯，也不以明文方式傳輸，這是因為智能卡對它加密的結(jié)果。在接收端對通行字進(jìn)行解密，身份得到確認(rèn)后，該用戶便可以進(jìn)行他希望的網(wǎng)上操作了。

第35頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202335信息安全原理與技術(shù)2、生物特征認(rèn)證方法一般而言，生物統(tǒng)計學(xué)設(shè)備是用于保證某種安全的有效和簡單的設(shè)備。它可以測量與識別某個人的具體的生理特征，如指紋、聲音圖象、筆跡、打字手法或視網(wǎng)膜圖象等特征。生物統(tǒng)計學(xué)設(shè)備通常用于極重要的安全場合，用以嚴(yán)格而仔細(xì)地識別人員身份。

第36頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202336信息安全原理與技術(shù)

指紋識別技術(shù)是一種已經(jīng)被接受的可以唯一識別一個人的方法。每個人都有唯一的指紋圖象，把一個人的指紋圖象保存在計算機中，當(dāng)這個人想進(jìn)入系統(tǒng)時，便將其指紋與計算機中的指紋匹配比較。有些復(fù)雜的系統(tǒng)甚至可以指出指紋是否是一個活著的人的指紋。

指紋識別第37頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202337信息安全原理與技術(shù)

手印識別與指紋識別有所不同，手印識別器需要讀取整個手而不僅是手指的特征圖象。一個人把他的手按在手印讀入設(shè)備上，同時該手印與計算機中的手印圖象進(jìn)行比較。

手印識別第38頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202338信息安全原理與技術(shù)每個人的聲音都有細(xì)微的差別，沒有兩個人是相同的。在每個人的說話中都有唯一的音質(zhì)和聲音圖象，甚至兩個說話聲音相似的人也是這樣。識別聲音圖象的能力使人們可以基于某個短語的發(fā)音對人進(jìn)行識別。聲音識別技術(shù)已經(jīng)商用化了，但當(dāng)一個人的聲音發(fā)生很大變化的時候（如患感冒），聲音識別器可能會發(fā)生錯誤。

聲音第39頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202339信息安全原理與技術(shù)筆跡或簽名分析某人的筆跡或簽名不僅包括字母和符號的組合方式，還包括在書寫簽名或單詞的某些部分用力的大小，或筆接觸紙的時間長短和筆移動中的停頓等細(xì)微的差別。分析是通過一支生物統(tǒng)計學(xué)筆和板設(shè)備進(jìn)行的，可將書寫特征與存儲的信息相比較。

第40頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202340信息安全原理與技術(shù)

文件打印出來后看起來是一樣的，但它們被打印出來的方法是不一樣的。這是擊鍵分析系統(tǒng)的基礎(chǔ)，該系統(tǒng)分析一個人的打字速度和節(jié)奏等細(xì)節(jié)特征。

擊鍵分析第41頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202341信息安全原理與技術(shù)視網(wǎng)膜識別技術(shù)視網(wǎng)膜識別技術(shù)是一種可用技術(shù)，但還沒有象其他技術(shù)那樣得到廣泛的利用。視網(wǎng)膜掃描器用紅外線檢查人眼的血管圖象，并和計算機中存儲的圖象信息比較。由于個人的視網(wǎng)膜是互不相同的，利用這種方法可以區(qū)別每一個人。由于害怕掃描設(shè)備出故障傷害人的眼睛，所以這種技術(shù)使用不廣泛。

第42頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202342信息安全原理與技術(shù)3、結(jié)合軟件技術(shù)的硬件訪問控制系統(tǒng)一些公司已經(jīng)開發(fā)出各種硬件與軟件結(jié)合的訪問控制系統(tǒng)。具備的主要功能有：用戶身份認(rèn)證功能。文件存取權(quán)限管理功能。審計功能。系統(tǒng)自動對文件進(jìn)行加密。時間檢查。自動暫停。機器識別。第43頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202343信息安全原理與技術(shù)3.2.2防復(fù)制技術(shù)由于PC機結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性使得PC機上的各種軟件不經(jīng)移植便可以在各個PC機上運行，而且PC機操作系統(tǒng)提供的復(fù)制功能以及各種使用便捷的復(fù)制軟件使得軟件的復(fù)制變得非常容易。這既給用戶帶來了方便，也給文件的保護(hù)帶來了困難。到目前為止已經(jīng)研究出許多PC機文件的保護(hù)技術(shù)，這些保護(hù)技術(shù)可以分為軟件保護(hù)技術(shù)和硬件保護(hù)技術(shù)。

第44頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202344信息安全原理與技術(shù)軟件防復(fù)制技術(shù)硬件防復(fù)制技術(shù)第45頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202345信息安全原理與技術(shù)“軟件狗”的不足當(dāng)一臺計算機上運行多個需要保護(hù)的軟件時，就需要多個“軟件狗”，運行時需要更換不同的“軟件狗”，這給用戶增加了不方便。這種保護(hù)方法也容易被破解，方法是跟蹤程序的執(zhí)行，找出和“軟件狗”通訊的模塊，然后設(shè)法將其跳過，使程序的執(zhí)行不需要和“軟件狗”通訊。為了提高不可破解性，最好對存放程序的軟盤增加反跟蹤措施，例如一旦發(fā)現(xiàn)被跟蹤，就停機或使系統(tǒng)癱瘓。第46頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202346信息安全原理與技術(shù)與機器硬件配套保護(hù)法在計算機內(nèi)部芯片（如ROM）里存放該機器唯一的標(biāo)志信息，軟件和具體的機器是配套的，如果軟件檢測到不是在特定機器上運行便拒絕執(zhí)行。為了防止跟蹤破解，還可以在計算機中安裝一個專門的加密、解密處理芯片，密鑰也封裝于芯片中。

第47頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202347信息安全原理與技術(shù)

軟件以加密形式分發(fā)，加密的密鑰要和用戶機器獨有的密鑰相同，這樣可以保證一個機器上的軟件在另一臺機器上不能運行。這種方法的缺點是軟件每次運行前都要解密，會降低機器運行速度。

第48頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202348信息安全原理與技術(shù)兩個實際保護(hù)系統(tǒng)的例子加拿大Winnipeg的I.S.國際軟件公司生產(chǎn)的Iri-lock保護(hù)系統(tǒng)在一張軟盤上形成一種不可復(fù)制的簽名，用專門技術(shù)把要保護(hù)的程序隱蔽存放在該軟盤上。當(dāng)程序運行時，首先驗證軟盤上是否帶有簽名，若無則不開始運行程序。這種方法只適用保護(hù)可執(zhí)行程序，不適合保護(hù)各種正文文件和數(shù)據(jù)文件。由于原始軟盤是不可復(fù)制的，它損壞后，也使軟件無法運行。

第49頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202349信息安全原理與技術(shù)

加尼福利亞的彩虹技術(shù)公司生產(chǎn)了一種軟件監(jiān)視器，它用一個“軟件狗”打開匹配的軟件模塊。這個“軟件狗”也是插在計算機并行口上的，程序在執(zhí)行時，周期性的向“軟件狗”發(fā)出詢問，而“軟件狗”根據(jù)不同的詢問給出不同的回答，使破解者無法預(yù)測下一個回答是什么。

第50頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202350信息安全原理與技術(shù)3.2.3可信計算機與安全芯片1．可信計算的概念“可信計算”的概念開始在世界范圍內(nèi)被提出是在1999年，主要是通過增強現(xiàn)有的PC終端體系結(jié)構(gòu)的安全性來保證整個系統(tǒng)的安全。第51頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202351信息安全原理與技術(shù)2．基于安全芯片的可信計算機功能

主要安全功能包括：

平臺身份識別平臺完整性校驗芯片級的安全

第52頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202352信息安全原理與技術(shù)3．可信計算機的應(yīng)用前景據(jù)預(yù)測，2006年全球?qū)⒂幸话胍陨系腜C機都將植入安全芯片。未來3~5年內(nèi)，全球85%的計算機都將是采用可信計算技術(shù)的“安全PC”。這昭示著這樣一個事實：內(nèi)嵌TPM安全芯片的PC將成為新一代安全終端的主流。第53頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202353信息安全原理與技術(shù)3.2.4硬件防電磁泄露計算機是一種非常復(fù)雜的機電一體化設(shè)備，工作在高速脈沖狀態(tài)的計算機就像是一臺很好的小型無線電發(fā)射機和接收機，不但產(chǎn)生電磁輻射泄漏保密信息，而且還可以引入電磁干擾影響系統(tǒng)正常工作。尤其是在微電子技術(shù)和衛(wèi)星通信技術(shù)飛速發(fā)展的今天，計算機電磁輻射泄密的危險越來越大。

第54頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202354信息安全原理與技術(shù)

國際上把防信息輻射泄漏技術(shù)簡稱為TEMPEST（TransientElectroMagneticPulseEmanationsStandardTechnology）技術(shù)，這種技術(shù)主要研究與解決計算機和外部設(shè)備工作時因電磁輻射和傳導(dǎo)產(chǎn)生的信息外漏問題。

1．TEMPEST概念第55頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202355信息安全原理與技術(shù)計算機的TEMPEST技術(shù)是美國國家安全局（NSA）和國防部（DoD）共同組織領(lǐng)導(dǎo)研究與開發(fā)的項目，該項目研究如何減少或防止計算機及其他電子信息設(shè)備向外輻射造成信息泄漏的各種技術(shù)與措施。TEMPEST研究的范圍包括理論、工程和管理等方面，涉及電子、電磁、測量、信號處理、材料和化學(xué)等多學(xué)科的理論與技術(shù)。

第56頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202356信息安全原理與技術(shù)主要研究內(nèi)容有以下幾方面：電子信息設(shè)備是如何輻射泄漏的，研究電子設(shè)備輻射的途徑與方式，研究設(shè)備的電氣特性和物理結(jié)構(gòu)對輻射的影響。電子信息設(shè)備輻射泄漏的如何防護(hù)，研究設(shè)備整體結(jié)構(gòu)和各功能模塊的布局、系統(tǒng)的接地、元器件的布局與連線以及各種屏蔽材料、屏蔽方法與結(jié)構(gòu)的效果等問題。

第57頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202357信息安全原理與技術(shù)

如何從輻射信息中提取有用信息，研究輻射信號的接受與還原技術(shù)，由于輻射信號弱小、頻帶寬等特點，需要研究低噪音、寬頻帶、高增益的接收與解調(diào)技術(shù)，進(jìn)行信號分析和相關(guān)分析。信息輻射的測試技術(shù)與測試標(biāo)準(zhǔn)，研究測試內(nèi)容、測試方法、測試要求、測試儀器以及測試結(jié)果的分析方法并制定相應(yīng)的測試標(biāo)準(zhǔn)。

第58頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202358信息安全原理與技術(shù)

TEMPEST技術(shù)減少計算機信息向外泄漏的技術(shù)可以分為電子隱藏技術(shù)和物理抑制技術(shù)兩大類。其中電子隱藏技術(shù)是利用干擾方法擾亂計算機輻射出來的信息、利用跳頻技術(shù)變化計算機的輻射頻率；物理抑制技術(shù)是采用包括結(jié)構(gòu)、工藝、材料和屏蔽等物理措施防止計算機有用信息的泄漏。

第59頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202359信息安全原理與技術(shù)2．TEMPEST威脅

信息設(shè)備的電磁泄漏威脅計算機系統(tǒng)的電磁泄漏其它信息設(shè)備的電磁泄漏HIJACKSOFTTEMPEST第60頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202360信息安全原理與技術(shù)2）聲光的泄漏威脅

光的泄漏威脅。如果計算機顯示器直接面對窗外，它發(fā)出的光可以在直線很遠(yuǎn)的距離上接收到。即使沒有直接的通路，接收顯示器通過墻面反射的光線仍然能再現(xiàn)顯示屏幕信息。這種光泄漏和電磁泄漏異曲同工，在目前復(fù)雜的電磁環(huán)境下，光信號的接收還原更容易實現(xiàn)。聲音信號也存在泄漏現(xiàn)象。例如通過點陣式打印機擊打打印紙發(fā)出的聲音能夠復(fù)原出打印的字符。

第61頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202361信息安全原理與技術(shù)3、計算機設(shè)備的一些防泄漏措施對計算機與外部設(shè)備究竟要采取哪些防泄漏措施，要根據(jù)計算機中的信息的重要程度而定。對于企業(yè)而言，需要考慮這些信息的經(jīng)濟效益，對于軍隊則需要考慮這些信息的保密級別。在選擇保密措施時，不應(yīng)該花費100萬元去保護(hù)價值10萬元的信息。

第62頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202362信息安全原理與技術(shù)1、整體屏蔽對于需要高度保密的信息，如軍、政首腦機關(guān)的信息中心和駐外使館等地方，應(yīng)該將信息中心的機房整個屏蔽起來。屏蔽的方法是采用金屬網(wǎng)把整個房間屏蔽起來，為了保證良好的屏蔽效果，金屬網(wǎng)接地要良好，要經(jīng)過嚴(yán)格的測試驗收。

第63頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202363信息安全原理與技術(shù)

整個房間屏蔽的費用比較高，如果用戶承擔(dān)不起，可以采用設(shè)備屏蔽的方法，把需要屏蔽的計算機和外部設(shè)備放在體積較小的屏蔽箱內(nèi)，該屏蔽箱要很好的接地。對于從屏蔽箱內(nèi)引出的導(dǎo)線也要套上金屬屏蔽網(wǎng)。

第64頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202364信息安全原理與技術(shù)2、距離防護(hù)讓計算機房遠(yuǎn)離可能被偵測的地點，這是因為計算機輻射的距離有一定限制。對于一個單位而言，計算機房盡量建在單位轄區(qū)的中央地區(qū)。若一個單位轄區(qū)的半徑少于300米，距離防護(hù)的效果就有限。

第65頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202365信息安全原理與技術(shù)3、使用干擾器在計算機旁邊放置一個輻射干擾器，不斷的向外輻射干擾電磁波，該電磁波可以擾亂計算機發(fā)出的信息電磁波，使遠(yuǎn)處偵測設(shè)備無法還原計算機信號。挑選干擾器時要注意干擾器的帶寬是否與計算機的輻射帶寬相近，否則起不到干擾作用，這需要通過測試驗證。

第66頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202366信息安全原理與技術(shù)4、利用鐵氧體磁環(huán)在屏蔽的電纜線的兩端套上鐵氧體磁環(huán)可以進(jìn)一步減少電纜的輻射強度。計算機的鍵盤、磁盤、顯示器等輸入輸出設(shè)備的輻射泄漏問題比計算機主機的泄漏更嚴(yán)重，需要采用多種防護(hù)技術(shù)，

第67頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202367信息安全原理與技術(shù)TEMPEST標(biāo)準(zhǔn)為了評估計算機設(shè)備的輻射泄漏的嚴(yán)重程度程度，評價TEMPEST設(shè)備的性能好壞，制定相應(yīng)的評估標(biāo)準(zhǔn)是必要的。TEMPEST標(biāo)準(zhǔn)中一般包含規(guī)定計算機設(shè)備電磁泄漏的極限和規(guī)定對輻射泄漏的方法與設(shè)備，

第68頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202368信息安全原理與技術(shù)3.3環(huán)境安全技術(shù)3.3.1機房安全等級3.3.2機房環(huán)境基本要求3.3.3機房場地環(huán)境第69頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202369信息安全原理與技術(shù)3.3.1機房安全等級為了確保計算機硬件和計算機中信息的安全，機房安全是重要的因素。本節(jié)將討論有關(guān)機房的安全問題。先討論機房的安全等級，然后再討論機房對場地環(huán)境的要求。

第70頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202370信息安全原理與技術(shù)計算機系統(tǒng)中的各種數(shù)據(jù)依據(jù)其重要性和保密性，可以劃分為不同等級，需要提供不同級別的保護(hù)。對于高等級數(shù)據(jù)采取低水平的保護(hù)會造成不應(yīng)有的損失，對不重要的信息提供多余的保護(hù)，又會造成不應(yīng)有的浪費。因此，應(yīng)對計算機機房規(guī)定不同的安全等級。第71頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202371信息安全原理與技術(shù)計算機機房的安全等級可以分為三級，A級要求具有最高安全性和可靠性的機房；C級則是為確保系統(tǒng)作一般運行而要求的最低限度的安全性、可靠性的機房；介于A級和C級之間的則是B級。第72頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202372信息安全原理與技術(shù)

應(yīng)該根據(jù)所處理的信息及運用場合的重要程度來選擇適合本系統(tǒng)特點的相應(yīng)安全等級的機房，而不應(yīng)該要求一個機房內(nèi)的所有設(shè)施都達(dá)到某一安全級別的所有要求，可以按不同級別的要求建設(shè)機房。計算機房安全等級的劃分如表所示。第73頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202373信息安全原理與技術(shù)安全項目指標(biāo)

機房安全級別C級B級A級場地選擇——⊙⊙防火⊙⊙⊙內(nèi)部裝修——⊙㈠供配電系統(tǒng)⊙⊙㈠空調(diào)系統(tǒng)⊙⊙㈠防火報警及消防設(shè)施⊙⊙㈠防水——⊙㈠防靜電——⊙㈠防雷擊——⊙㈠防鼠害——⊙⊙防電磁波干擾——⊙⊙表3-2機房的安全等級第74頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202374信息安全原理與技術(shù)3.3.2機房環(huán)境基本要求計算機系統(tǒng)實體是由電子設(shè)備、機電設(shè)備和光磁材料組成的復(fù)雜的系統(tǒng)。這些設(shè)備的可靠性和安全性與環(huán)境條件有著密功的關(guān)系。如果環(huán)境條件不能滿足設(shè)備對環(huán)境的使用要求，就會降低計算機的可靠性和安全性，輕則造成數(shù)據(jù)或程序出錯、破壞，重則加速元器件老化，縮短機器壽命，或發(fā)生故障使系統(tǒng)不能正常運行，嚴(yán)重時還會危害設(shè)備和人員的安全。

第75頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202375信息安全原理與技術(shù)實踐表明，有些計算機系統(tǒng)不穩(wěn)定或經(jīng)常出錯，除了機器本身的原因之外，機房環(huán)境條件是一個重要因素。因此，充分認(rèn)識機房環(huán)境條件的作用和影響，找出解決問題的辦法并付諸實施是十分重要的。1993年2月17日國家技術(shù)監(jiān)督局、中華人民共和國建設(shè)部聯(lián)合發(fā)布了《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)——電子計算機機房設(shè)計規(guī)范》（GB50174-93），該標(biāo)準(zhǔn)于1993年9月1日實施。第76頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202376信息安全原理與技術(shù)3.3.3機房場地環(huán)境機房外部環(huán)境要求

機房場地的選擇應(yīng)以能否保證計算機長期穩(wěn)定、可靠、安全地工作為主要目標(biāo)。在外部環(huán)境的選擇上，應(yīng)考慮環(huán)境安全性、地質(zhì)可靠性、場地抗電磁干擾性、應(yīng)避開強振動源和強噪聲源、應(yīng)避免設(shè)在建筑物的高層以及用水設(shè)備的下層或隔壁。

第77頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/202377信息安全原理與技術(shù)

同時，應(yīng)盡量選擇電力、水源充足，環(huán)境清潔，交通和通信方便的地方。對于機要部門信息系統(tǒng)的機房，還應(yīng)考慮機房中的信息射頻不易被泄漏和竊取。為了防止計算機硬件輻射造成信息泄漏，機房最好建設(shè)在單位的中央地區(qū)。

第78頁，共85頁，2023年，2月20日，星期四5/7/2023