微机硬件环境与安全.doc

微机硬件环境与安全摘要：微机硬件的运行环境和硬件安全是计算机网络信息系统能够正常运行的基础，硬件的运行环境和安全直接影响着网络信息系统的安全。而来自于环境干扰、设备自然损坏、自然灾害等因素给微型计算机带来了安全威胁。本文介绍了微机运行的硬件的环境要求、硬件的安全威胁，并提出了用来实现信息安全的硬件安全技术方法。关键词：微机；硬件环境；硬件安全computer hardware environment and securityshao wei(tianjin institute of urban construction,tianjin300384,china)abstract:computer hardware,operating environment and hardware security computer network information system to normal operation,hardware,operating environment and security has a direct impact on the safety of network information systems.from the environmental interference,equipment,natural damage,natural disasters and other factors brought to the micro-computer security threats.this article describes the hardware of the computer running the environmental requirements,hardware,security threats,and hardware security technology used to implement information security.keywords:computer;hardware environment;hardware security在谈论微机安全问题的时候，人们大多会把注意力集中在计算机病毒已经其他软件安全上面去，往往就忽略了计算机硬件的环境和安全。而在对微机进行保护的时候，微机硬件的温度、湿度、灰层等环境因素，微机的磁盘、磁带机的妥善保管、软驱和光驱有效加锁、电源正确接地等硬件安全都是不可忽略的地方。一、微机硬件的环境要求（一）温度要求微机的电源部件是一个大的电源，微机的机箱中的很多电子元件和芯片工作时的温度都很高。电子元件的一般工作温度范围是045，温度每上升10，机箱中的电子器件的可靠性将会降低25%，电子器件可靠性的降低必然会给计算机的运行带来影响。当温度高至60，甚至超过的时候，计算机系统是不能正常工作的。温度过高还会加快微机主板、插头、插座、信号线等的腐蚀速度，会引起接触不良、图像质量下降、线圈骨架尺寸改变等现象出现。而温度过低会导致绝缘材料变脆、变硬，使得磁记录性能变差，漏电流增大，会给显示器的正常工作带来影响。温度对磁介质的导磁率也有着很大的影响，温度的变化会使得磁盘表面和磁带发生热胀冷缩等变化，会造成数据的读写发生错误。计算机工作的最佳温度范围是213，为了不影响计算机系统的运行，最好将计算机的硬件环境温度控制在这个范围内。（二）湿度要求微机的正常工作的适度应该保证在40%与60%的范围之内，环境温度过高或过低对计算机运行的可靠性和安全性都是有负面影响的。在湿度过低的情况下，空气过于干燥，容易产生静电，此时在触碰mos器件的时候，很容易引起错误的动作，甚至有可能使器件被击穿。干燥的空气还有可能使印刷电路板变形、纸张变脆，这样很容易引起磁介质上的信息的破坏。在环境相对湿度高于60%时，元器件的表面容易附着一层薄薄的水膜，这水膜不仅会使得元器件的腐蚀发霉，还会引起元器件各引脚间出现漏电的现象。磁性介质是多孔性材料，容易吸收空气中水分，磁性介质变潮后，磁率将会发生明显的变化，很容易造成磁介质读写信息时发生错误高湿度空气同时也影响了打印机的正常操作，因为在高湿度的情况下，打印纸吸潮之后会变厚。（三）微机硬件的灰尘问题在微机中光盘机和磁盘机的盘片与读头间的距离微小的精密装置中，空气中的灰层足以能够给计算机的光盘和磁盘驱动带来不好的影响。空气中的灰尘包括纤维性的灰尘一旦附着在盘片的表面，在读头读取盘面信号的时候，可能会因为灰层的存在而磨损读头、擦伤盘片表面，引起数据丢失或者读写错误。灰尘在计算机器件表面堆积的话，不仅会使得器件的散热能力降低，其中的有些腐蚀性尘埃和电尘埃还可能回造成电路短路和腐蚀金属器件。因此，为了达到微机工作的硬件环境要求，要采取一些严格的机房卫生制度，对机房的空气进行过滤，降低机房灰尘的含量。二、微机硬件的安全威胁（一）安全缺陷微机的硬件安装是很容易的，因此硬件的拆卸也同样容易，这就造成了硬件很容易被盗的情况，硬件中的信息自然就存在安全威胁了。dos文件系统的存储结构和管理方法几乎每个人都知道，其文件附加的独占、只读、隐藏等属性也是易于修改的，因此计算机硬件磁盘文件是没有受到保护的。了解对磁盘进行管理的人，能够很容易的更高磁盘的文件目录情况，甚至造成整个系统的信息紊乱。同时计算机硬件故障也可能对计算机中的信息安全造成威胁，在实时控制系统中，若硬件发生故障，将会引起计算机正常信息流中断，会造成历史信息的永久性丢失；机械故障或者磁盘存储器磁介质磨损都会使磁盘的文件遭到破坏，将会破坏信息的完整性。（二）磁盘或软盘磁介质表面的信息泄露硬盘和软盘的磁介质表面的信息残留是信息被泄漏的一个非常重要的途径。因为文件删除的操作只是在文件的目录中作了一个删除的标记，文件本身的数据存区并没有被删除，因此，文件还是有被恢复删除的可能性。而软盘中保存的文件则很容易因为受潮变霉、碰伤、划坏等原因使得其无法再被利用。在软盘上的数据很容易因不小心划坏、各种硬碰伤或受潮霉变而无法利用。硬件的内存空间之间没有界限寄存器类似的保护机制，甚至没有用来指示系统操作的特权指令和监控程序。这个漏洞使得任何非管理工作人员都可以对系统工作区进行修改，用户数据的安全无疑受到了威胁。（三）微机电磁泄漏是一个严重的信息泄漏途径计算机的中央处理器、总线和显示器等的运行都会向外辐射电磁波，电磁波能够反映计算机内部的信息变化。实际研究表明，计算机屏幕上面的信息可以在几百米距离以外的地方被显示出来，这就引起了信息在无意中的被泄漏。三、微机硬件安全技术微机硬件的安全技术指的是采用硬件的手段来保护微机系统中信息的安全，本节介绍的微机硬件安全技术主要有硬件访问控制技术和tempest技术。（一）硬件访问控制技术微机的访问控制的对象以文件形式存放在软盘或者硬盘上面的计算机系统的数据资源和软件。而硬件访问控制技术则是采用硬件的手段保护这些文件不被非法的访问的技术。微机里面的文件都是以整体为单位被保护的，用户要么无权对整个系统进行访问，要么可以访问整个系统的文件。我们采用硬件的手段对微机文件进行保护，主要有以下四种方式：对整体环境进行保护；防止用户对文件的非法拷贝活动；由用户个人都文件进行加密；利用计算机资源的访问控制功能。在windows系统和dos系统中的文件的隐藏、只执行和只读等属性以及文件的共享和非共享等机制都是一种很弱的文件访问控制机制。在此我们可以引入生物特征认证方法和令牌智能卡、防复制技术等访问控制技术来控制用户对微机硬件的访问。生物认证法主要有指纹识别技术、手印识别、声音、签名或笔迹、击键分析、视网膜识别技术等等。而防复制技术主要有软件防复制技术和硬件防复制技术。（二）tempest技术tempest技术是一系列构成信息安全保密领域的总称，也是电磁环境安全防护的一部分，其中包括了信号中的接受、预测、分析、防护及还原等一系列信息防护技术。tempest技术概括了管理、工程、理论等多个方面，主要涉及了材料、化学、电磁、测量、电子和信号处理等多个方面。利用tempest技术，我们可以减少计算机信息外漏情况出现的频率。减少计算机信息向外泄漏的tempest技术主要分为物理抑制技术和电子隐藏技术，物理抑制技术主要采用屏蔽、工艺和结构等物理措施阻止计算机信息泄露；电子隐藏技术则是用干扰方法扰乱计算机辐射出来的信息，然后对其辐射频率进行计算。tempest技术的研究主要有三个方面：（1）研究设备的物理结构和电气特性对辐射的影响，以及电子信息设备是通过何种方式使得辐射泄漏的。（2）研究如何在辐射的信息中提取有使用价值的信息，同时研究如何对辐射信息进行接收和还原。（3）研究如何布置设备的整理布局、屏蔽材料和方法、系统的接地以及各功能模块来防止信息设备的信息辐射泄漏。总而言之，硬件的良好环境和安全技术是计算机信息安全系统的基础，硬件安全所采用的技术能够使得微机硬件不受到被修改的攻击威胁，在微机的硬件系统中辐射泄漏也是一