计算机硬件与环境安全技术

第3章计算机硬件与环境安全1/4/20231本章主要内容对计算机硬件的安全威胁计算机硬件安全技术环境安全技术1/4/20232计算机硬件及其运行环境是计算机网络信息系统运行的基础，它们的安全直接影响着网络信息的安全。由于自然灾害、设备自然损坏和环境干扰等自然因素以及人为的窃取与破坏等原因，计算机设备和其中信息的安全受到很大的威胁。本章讨论计算机设备及其运行环境以及计算机中的信息面临的各种安全威胁和防护方法，并介绍利用硬件技术实现信息安全的一些方法。1/4/202333.1对计算机硬件的安全威胁3.1.1计算机硬件安全缺陷3.1.2环境对计算机的安全威胁1/4/202343.1.1计算机硬件安全缺陷重点讨论PC机的安全

PC机的一个重要用途是建立个人办公环境，可以放在办公室的办公桌上。这样既提供了方便，也产生了安全方面的问题。与大型计算机相比，大多数PC机无硬件级的保护，他人很容易操纵控制机器。1/4/20235即使有保护机制也很简单，或者很容易被绕过。例如，CMOS中的口令机制可以通过把CMOS的供电电池短路，使CMOS电路失去记忆功能，而绕过口令的控制。由于PC机的机箱很容易打开（有的机器甚至连螺丝刀也不需要），做到这一点是很容易。1/4/20236

PC机的硬件是很容易安装的，当然也是很容易拆卸的，硬盘是很容易被偷盗的，其中的信息自然也就不安全了。存储在硬盘上的文件几乎没有任何保护措施，DOS的文件系统的存储结构与管理方法几乎是人所皆知的，对文件附加的安全属性，如隐藏、只读、独占等属性，很容易被修改，对磁盘文件目录区的修改既没有软件保护，也没有硬件保护，掌握磁盘管理工具的人，很容易更改磁盘文件目录区，造成整个系统的信息紊乱。

1/4/20237

在硬盘或软盘的磁介质表面的残留磁信息也是重要的信息泄漏渠道，文件删除操作仅仅在文件目录中作了一个标记，并没有删除文件本身数据存区，有经验的用户可以很容易恢复被删除的文件。保存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。

1/4/20238

内存空间之间没有保护机制，即使简单的界限寄存器也没有，也没有只可供操作系统使用的监控程序或特权指令，任何人都可以编制程序访问内存的任何区域，甚至连系统工作区（如系统的中断向量区）也可以修改，用户的数据区得不到硬件提供的安全保障。

1/4/20239

有些软件中包含用户身份认证功能，如口令、软件狗等都很容易被有经验的程序员绕过或修改认证数据。有的微机处理器芯片虽然提供硬件保护功能，但这些功能还未被操作系统有效利用。

1/4/202310计算机机硬件件的尺尺寸越越来越越小，，容易易搬移移，尤尤其是是便携携机更更是如如此。。这既既是优优点，，也是是弱点点。这这样小小的机机器并并未设设计固固定装装置，，使机机器能能方便便地固固定在在桌面面上，，盗窃窃者能能够很很容易易地搬搬走整整个机机器，，其中中的各各种文文件也也就谈谈不上上安全全问题题了。。12/29/202211计算算机机的的外外部部设设备备是是不不受受操操作作系系统统安安全全控控制制的的，，任任何何人人都都可可以以利利用用系系统统提提供供的的输输出出命命令令打打印印文文件件内内容容，，输输出出设设备备是是最最容容易易造造成成信信息息泄泄漏漏或或被被窃窃取取的的地地方方。。12/29/202212计算算机机中中的的显显示示器器、、中中央央处处理理器器（（CPU）和和总总线线等等部部件件在在运运行行过过程程中中能能够够向向外外部部辐辐射射电电磁磁波波，，电电磁磁波波反反映映了了计计算算机机内内部部信信息息的的变变化化。。经经实实际际仪仪器器测测试试，，在在几几百百米米以以外外的的距距离离可可以以接接受受与与复复现现显显示示器器上上显显示示的的信信息息，，计计算算机机屏屏幕幕上上的的信信息息可可以以在在其其所所有有者者毫毫不不知知晓晓的的情情况况下下泄泄漏漏出出去去。。计计算算机机电电磁磁泄泄漏漏是是一一种种很很严严重重的的信信息息泄泄漏漏途途径径。。12/29/202213计算机机的中中央处处理器器（CPU）中常常常还还包括括许多多未公公布的的指令令代码码，例例如DOS操作系系统中中就利利用了了许多多未公公开的的80X86系列的的指令令。这这些指指令常常常被被厂家家用于于系统统的内内部诊诊断或或可能能被作作为探探视系系统内内部的的信息息的““陷门门”，，有的的甚至至可能能被作作为破破坏整整个系系统运运转的的“炸炸弹””。12/29/202214计算机机硬件件故障障也会会对计计算机机中的的信息息造成成威胁胁，硬硬件故故障常常常会会使正正常的的信息息流中中断，，在实实时控控制系系统中中，这这将造造成历历史信信息的的永久久丢失失；磁磁盘存存储器器磁介介质的的磨损损或机机械故故障使使磁盘盘文件件遭到到损坏坏。这这些情情况都都会破破坏信信息的的完整整性。。12/29/2022153.1.2环境对计算算机的安全全威胁1．温度2．湿度3．灰尘4．电磁干扰扰12/29/202216计算机的电电子元器件件、芯片都都密封在机机箱中，有有的芯片工工作时表面面温度相当当高，例如如586CPU芯片需要带带一个小风风扇散热，，电源部件件也是一个个大的热源源，虽然机机箱后面有有小型排风风扇，但计计算机工作作时，箱内内的温度仍仍然相当的的高，如果果周边温度度也比较高高的话，机机箱内的温温度很难降降下来。温度12/29/202217一般般电电子子元元器器件件的的工工作作温温度度的的范范围围是是0℃~45℃，，当当环环境境温温度度超超过过60℃时时，，计计算算机机系系统统就就不不能能正正常常工工作作，，温温度度每每升升高高10℃，，电电子子元元器器件件的的可可靠靠性性就就会会降降低低25%。元元器器件件可可靠靠性性降降低低无无疑疑将将影影响响计计算算机机的的正正确确运运算算，，影影响响结结果果的的正正确确性性。。12/29/202218温度度对对磁磁介介质质的的导导磁磁率率影影响响很很大大，，温温度度过过高高或或过过低低都都会会使使导导磁磁率率降降低低，，影影响响磁磁头头读读写写的的正正确确性性。。温温度度还还会会使使磁磁带带、、磁磁盘盘表表面面热热胀胀冷冷缩缩发发生生变变化化，，造造成成数数据据的的读读写写错错误误，，影影响响信信息息的的正正确确性性。。温温度度过过高高会会使使插插头头、、插插座座、、计计算算机机主主版版、、各各种种信信号号线线腐腐蚀蚀速速度度加加快快，，容容易易造造成成接接触触不不良良，，温温度度过过高高也也会会使使显显示示器器各各线线圈圈骨骨架架尺尺寸寸发发生生变变化化，，使使图图象象质质量量下下降降。。温温度度过过低低会会使使绝绝缘缘材材料料变变硬硬、、变变脆脆，，使使漏漏电电流流增增大大，，也也会会使使磁磁记记录录媒媒体体性性能能变变差差，，也也会会影影响响显显示示器器的的正正常常工工作作。。计计算算机机工工作作的的环环境境温温度度最最好好是是可可调调节节的的，，一一般般控控制制在在21℃±3℃。12/29/202219环境的相对湿湿度若低于40%时，环境相对对是干燥的；；若相对湿度度若高于60%时，环境相对对是潮湿的。。湿度过高过过低对计算机机的可靠性与与安全性都有有影响。当相相对湿度超过过65%以后，就会在在元器件的表表面附着一层层很薄的水膜膜，会造成元元器件各引脚脚之间的漏电电，甚至可能能出现电弧现现象。当水膜膜中含有杂质质时，它们会会附着在元器器件引脚、导导线、接头表表面，会造成成这些表面发发霉和触点腐腐蚀。磁性介介质是多孔材材料，在相对对湿度高的情情况下，它会会吸收空气中中的水分变潮潮，使其导磁磁率发生明显显变化，造成成磁介质上的的信息读写错错误。湿度12/29/202220在高湿湿度的的情况况下，，打印印纸会会吸潮潮变厚厚，也也会影影响正正常的的打印印操作作。当当相对对湿度度低于于20%时，空空气相相当干干燥，，这种种情况况下极极易产产生很很高的的静电电（实实验测测量可可达10kV），如如果这这时有有人去去碰MOS器件，，会造造成这这些器器件的的击穿穿或产产生误误动作作。过过分干干燥的的空气气也会会破坏坏磁介介质上上的信信息，，会使使纸张张变脆脆、印印刷电电路板板变形形。如如果对对计算算机运运行环环境没没有任任何控控制，，温度度与湿湿度高高低交交替大大幅度度变化化，会会加速速对计计算机机中的的各种种器件件与材材料腐腐蚀与与破坏坏作用用，严严重影影响计计算机机的正正常运运行与与寿命命。计计算机机正常常的工工作湿湿度应应该是是40%与60%之间。。12/29/202221空气中中的灰灰尘对对计算算机中中的精精密机机械装装置，，如磁磁盘、、光盘盘驱动动器影影响很很大，，磁盘盘机与与光盘盘机的的读头头与盘盘片之之间的的距离离很小小，不不到一一个微微米。。在高高速旋旋转过过程各各种灰灰尘，，其中中包括括纤维维性灰灰尘会会附着着在盘盘片表表面，，当读读头靠靠近盘盘片表表面读读信号号的时时候，，就可可能擦擦伤盘盘片表表面或或者磨磨损读读头，，造成成数据据读写写错误误或数数据丢丢失。。放在在无防防尘措措施空空气中中平滑滑的光光盘表表面经经常会会带有有许多多看不不见的的灰尘尘，即即使用用干净净的布布梢微微用点点力去去擦抹抹，也也会在在盘面面上形形成一一道道道划痕痕。灰尘12/29/202222如果灰尘中中还包括导导电尘埃和和腐蚀性尘尘埃的话，，它们会附附着在元器器件与电子子线路的表表面，此时时机房若空空气湿度较较大的话，，会造成短短路或腐蚀蚀裸露的金金属表面。。灰尘在器器件表面的的堆积，会会降低器件件的散热能能力。因此此，对进入入机房的新新鲜空气应应进行一次次或两次过过滤，要采采取严格的的机房卫生生制度，降降低机房灰灰尘含量。。12/29/202223电气与电电磁干扰扰是指电电网电压压和计算算机内外外的电磁磁场引起起的干扰扰。常见见的电气气干扰是是指电压压的瞬间间较大幅幅度的变变化、突突发的尖尖脉冲或或电压不不足甚至至掉电。。例如，，计算机机房内使使用较大大功率的的吸尘器器、电钻钻，机房房外使用用电锯、、电焊机机等大用用电量设设备，这这些情况况都容易易在附近近的计算算机电源源中产生生电气噪噪音信号号干扰。。电磁干扰扰12/29/202224这些干扰扰一般容容易破坏坏信息的的完整性性，有时时还会损损坏计算算机设备备。防止止电气干干扰的办办法是采采用稳压压电源或或不间断断电源，，为了防防止突发发的电源源尖脉冲冲，对电电源还要要增加滤滤波和隔隔离措施施。12/29/202225对计算机正常常运转影响较较大的电磁干干扰是静电干干扰与周边环环境的强电磁磁场干扰。由由于计算机中中的芯片大部部分都是MOS器件，静电电电压过高会破破坏这些MOS器件，据统计计50%以上的计算机机设备的损害害直接或间接接与静电有关关。12/29/202226防静电的主要要方法有：机机房应该按防防静电要求装装修（如使用用防静电地板板），整个机机房应该有一一个独立的和和良好的接地地系统，机房房中各种电气气和用电设备备都接在统一一的地线上。。周边环境的的强电磁场干干扰主要指可可能的无线电电发射装置、、微波线路、、高压线路、、电气化铁路路、大型电机机、高频设备备等产生的强强电磁干扰。。这些强电磁磁干扰轻则会会使计算机工工作不稳定，，重则对计算算机造成损坏坏。12/29/2022273.2计计算机硬硬件安全技技术计算机硬件件安全技术术是指用硬硬件的手段段保障计算算机系统或或网络系统统中的信息息安全的各各种技术，，其中也包包括为保障障计算机安安全可靠运运行对机房房环境的要要求。本小小节将介绍绍用硬件技技术实现的的访问控制制技术和防防拷贝技术术和防辐射射技术。12/29/2022283.2.1硬件访访问控制技技术访问控制的的对象主要要是计算机机系统的软软件与数据据资源，这这两种资源源平时一般般都是以文文件的形式式存放在硬硬盘或软盘盘上。所谓谓访问控制制技术主要要是保护这这些文件不不被非法访访问的技术术。PC机中文件是是以整体为为单位被保保护的，要要么可以访访问整个文文件，要么么无权访问问。12/29/202229对PC机机文文件件的的保保护护通通常常有有以以下下四四种种形形式式：：计算算机机资资源源的的访访问问控控制制功功能能；；由个个人人用用户户对对文文件件进进行行加加密密；；防止止对对文文件件的的非非法法拷拷贝贝；；对整整体体环环境境进进行行保保护护，，表表面面对对文文件件不不保保护护，，实实际际上上在在某某种种范范围围内内保保护护。。12/29/202230可能能是是因因为为过过于于考考虑虑PC机的的个个人人特特性性和和使使用用的的方方便便性性的的缘缘故故，，PC机操作系系统没有有提供基基本的文文件访问问控制机机制。在在DOS系统和Windows系统中的的文件的的隐藏、、只读、、只执行行等属性性以及Windows中的文件件共享与与非共享享等机制制是一种种很弱的的文件访访问控制制机制。。12/29/2022311、令牌牌或智能能卡这里讲的的令牌是是一种能能标识其其持有人人身份的的特殊标标志。例例如，可可以利用用图章认认证一个个人的身身份，公公民身份份证也是是一种认认证令牌牌。为了了起到认认证作用用，令牌牌必须与与持有人人之间是是一一对对应的，，要求令令牌是唯唯一的和和不能伪伪造的。。身份证证应该是是不能伪伪造的，，否则身身份证就就无意义义。12/29/202232各种磁磁卡，，如邮邮政储储蓄卡卡、电电话磁磁卡等等是用用网络络通信信令牌牌的一一种形形式，，这种种磁卡卡后面面记录录了一一些磁磁记录录信息息，通通常磁磁卡读读出器器读出出磁卡卡信息息后，，还要要求用用户输输入通通行字字以便便确认认持卡卡人的的身份份。因因此，，如果果磁卡卡丢失失，拾拾到者者也无无法通通过磁磁卡进进入系系统。。12/29/202233还有一一种更更为复复杂的的信用用卡形形式———智智能卡卡或芯芯片卡卡。这这种卡卡中嵌嵌入了了一个个微处处理器器。智智能卡卡不仅仅可以以保存存用于于辨别别持有有者的的身份份信息息，还还可以以保存存诸如如存款款余额额的信信息。。这种种卡不不仅有有存储储能力力，而而且还还有计计算能能力。。例如如，它它可以以计算算询问问—应应答系系统的的回答答函数数或者者实现现链路路级的的加密密处理理。12/29/202234智能卡的使使用过程大大致如下：：一个用户在在网络终端端上输入自自己的名字字，当系统统提示他输输入通行字字时，把智智能卡插入入槽中并输输入其通行行字，通行行字不以明明文形式回回显，也不不以明文方方式传输，，这是因为为智能卡对对它加密的的结果。在在接收端对对通行字进进行解密，，身份得到到确认后，，该用户便便可以进行行他希望的的网上操作作了。12/29/2022352、生物特征征认证方法一般而言，生生物统计学设设备是用于保保证某种安全全的有效和简简单的设备。。它可以测量量与识别某个个人的具体的的生理特征，，如指纹、声声音图象、笔笔迹、打字手手法或视网膜膜图象等特征征。生物统计计学设备通常常用于极重要要的安全场合合，用以严格格而仔细地识识别人员身份份。12/29/202236指纹识别技术术是一种已经经被接受的可可以唯一识别别一个人的方方法。每个人人都有唯一的的指纹图象，，把一个人的的指纹图象保保存在计算机机中，当这个个人想进入系系统时，便将将其指纹与计计算机中的指指纹匹配比较较。有些复杂杂的系统甚至至可以指出指指纹是否是一一个活着的人人的指纹。指纹识别12/29/202237手印识别与指指纹识别有所所不同，手印印识别器需要要读取整个手手而不仅是手手指的特征图图象。一个人人把他的手按按在手印读入入设备上，同同时该手印与与计算机中的的手印图象进进行比较。手印识别12/29/202238每个个人人的的声声音音都都有有细细微微的的差差别别，，没没有有两两个个人人是是相相同同的的。。在在每每个个人人的的说说话话中中都都有有唯唯一一的的音音质质和和声声音音图图象象，，甚甚至至两两个个说说话话声声音音相相似似的的人人也也是是这这样样。。识识别别声声音音图图象象的的能能力力使使人人们们可可以以基基于于某某个个短短语语的的发发音音对对人人进进行行识识别别。。声声音音识识别别技技术术已已经经商商用用化化了了，，但但当当一一个个人人的的声声音音发发生生很很大大变变化化的的时时候候（（如如患患感感冒冒）），，声声音音识识别别器器可可能能会会发发生生错错误误。。声音音12/29/202239笔迹迹或或签签名名分析析某某人人的的笔笔迹迹或或签签名名不不仅仅包包括括字字母母和和符符号号的的组组合合方方式式，，还还包包括括在在书书写写签签名名或或单单词词的的某某些些部部分分用用力力的的大大小小，，或或笔笔接接触触纸纸的的时时间间长长短短和和笔笔移移动动中中的的停停顿顿等等细细微微的的差差别别。。分分析析是是通通过过一一支支生生物物统统计计学学笔笔和和板板设设备备进进行行的的，，可可将将书书写写特特征征与与存存储储的的信信息息相相比比较较。。12/29/202240文件打打印出出来后后看起起来是是一样样的，，但它它们被被打印印出来来的方方法是是不一一样的的。这这是击击键分分析系系统的的基础础，该该系统统分析析一个个人的的打字字速度度和节节奏等等细节节特征征。击键分分析12/29/202241视网膜膜识别别技术术视网膜膜识别别技术术是一一种可可用技技术，，但还还没有有象其其他技技术那那样得得到广广泛的的利用用。视视网膜膜扫描描器用用红外外线检检查人人眼的的血管管图象象，并并和计计算机机中存存储的的图象象信息息比较较。由由于个个人的的视网网膜是是互不不相同同的，，利用用这种种方法法可以以区别别每一一个人人。由由于害害怕扫扫描设设备出出故障障伤害害人的的眼睛睛，所所以这这种技技术使使用不不广泛泛。12/29/2022423、结合软件技技术的硬件件访问控制制系统一些公司已已经开发出出各种硬件件与软件结结合的访问问控制系统统。具备的的主要功能能有：用户身份认认证功能。。文件存取权权限管理功功能。审计功能。。系统自动对对文件进行行加密。时间检查。。自动暂停。。机器识别。。12/29/2022433.2.2防复复制技术由于PC机结构的统统一性使得得PC机上的各种种软件不经经移植便可可以在各个个PC机上运行，，而且PC机操作系统统提供的复复制功能以以及各种使使用便捷的的复制软件件使得软件件的复制变变得非常容容易。这既既给用户带带来了方便便，也给文文件的保护护带来了困困难。到目目前为止已已经研究出出许多PC机文件的保保护技术，，这些保护护技术可以以分为软件件保护技术术和硬件保保护技术。。12/29/202244软件防复复制技术术硬件防复复制技术术12/29/202245“软件狗”的的不足当一台计算机机上运行多个个需要保护的的软件时，就就需要多个““软件狗”，，运行时需要要更换不同的的“软件狗””，这给用户户增加了不方方便。这种保保护方法也容容易被破解，，方法是跟踪踪程序的执行行，找出和““软件狗”通通讯的模块，，然后设法将将其跳过，使使程序的执行行不需要和““软件狗”通通讯。为了提提高不可破解解性，最好对对存放程序的的软盘增加反反跟踪措施，，例如一旦发发现被跟踪，，就停机或使使系统瘫痪。。12/29/202246与机器硬件配配套保护法在计算机内部部芯片（如ROM）里存放该机机器唯一的标标志信息，软软件和具体的的机器是配套套的，如果软软件检测到不不是在特定机机器上运行便便拒绝执行。。为了防止跟跟踪破解，还还可以在计算算机中安装一一个专门的加加密、解密处处理芯片，密密钥也封装于于芯片中。12/29/202247软件以加密形形式分发，加加密的密钥要要和用户机器器独有的密钥钥相同，这样样可以保证一一个机器上的的软件在另一一台机器上不不能运行。这这种方法的缺缺点是软件每每次运行前都都要解密，会会降低机器运运行速度。12/29/202248两个实实际保保护系系统的的例子子加拿大大Winnipeg的I.S.国际软软件公公司生生产的的Iri-lock保护系系统在在一张张软盘盘上形形成一一种不不可复复制的的签名名，用用专门门技术术把要要保护护的程程序隐隐蔽存存放在在该软软盘上上。当当程序序运行行时，，首先先验证证软盘盘上是是否带带有签签名，，若无无则不不开始始运行行程序序。这这种方方法只只适用用保护护可执执行程程序，，不适适合保保护各各种正正文文文件和和数据据文件件。由由于原原始软软盘是是不可可复制制的，，它损损坏后后，也也使软软件无无法运运行。。12/29/202249加尼尼福福利利亚亚的的彩彩虹虹技技术术公公司司生生产产了了一一种种软软件件监监视视器器，，它它用用一一个个““软软件件狗狗””打打开开匹匹配配的的软软件件模模块块。。这这个个““软软件件狗狗””也也是是插插在在计计算算机机并并行行口口上上的的，，程程序序在在执执行行时时，，周周期期性性的的向向““软软件件狗狗””发发出出询询问问，，而而““软软件件狗狗””根根据据不不同同的的询询问问给给出出不不同同的的回回答答，，使使破破解解者者无无法法预预测测下下一一个个回回答答是是什什么么。。12/29/2022503.2.3可可信计算算机与安安全芯片片1．可信计计算的概概念“可信计计算”的的概念开开始在世世界范围围内被提提出是在在1999年，，主要是是通过增增强现有有的PC终端体体系结构构的安全全性来保保证整个个系统的的安全。。12/29/2022512．基于安安全芯片片的可信信计算机机功能主要安全全功能包包括：平台身份份识别平台完整整性校验验芯片级的的安全12/29/2022523．可信信计算算机的的应用用前景景据预测测，2006年全球球将有有一半半以上上的PC机都将将植入入安全全芯片片。未未来3~5年内，，全球球85%的计算算机都都将是是采用用可信信计算算技术术的““安全全PC”。这这昭示示着这这样一一个事事实：：内嵌嵌TPM安全芯芯片的的PC将成为为新一一代安安全终终端的的主流流。12/29/2022533.2.4硬件防防电磁磁泄露露计算机机是一一种非非常复复杂的的机电电一体体化设设备，，工作作在高高速脉脉冲状状态的的计算算机就就像是是一台台很好好的小小型无无线电电发射射机和和接收收机，，不但但产生生电磁磁辐射射泄漏漏保密密信息息，而而且还还可以以引入入电磁磁干扰扰影响响系统统正常常工作作。尤尤其是是在微微电子子技术术和卫卫星通通信技技术飞飞速发发展的的今天天，计计算机机电磁磁辐射射泄密密的危危险越越来越越大。。12/29/202254国际上把防防信息辐射射泄漏技术术简称为TEMPEST（TransientElectroMagneticPulseEmanationsStandardTechnology）技术，这这种技术主主要研究与与解决计算算机和外部部设备工作作时因电磁磁辐射和传传导产生的的信息外漏漏问题。1．TEMPEST概念12/29/202255计算机的TEMPEST技术是美国国国家安全全局（NSA）和国防部部（DoD）共同组织织领导研究究与开发的的项目，该该项目研究究如何减少少或防止计计算机及其其他电子信信息设备向向外辐射造造成信息泄泄漏的各种种技术与措措施。TEMPEST研究的范围围包括理论论、工程和和管理等方方面，涉及及电子、电电磁、测量量、信号处处理、材料料和化学等等多学科的的理论与技技术。12/29/202256主要要研研究究内内容容有有以以下下几几方方面面：：电子子信信息息设设备备是是如如何何辐辐射射泄泄漏漏的的，，研研究究电电子子设设备备辐辐射射的的途途径径与与方方式式，，研研究究设设备备的的电电气气特特性性和和物物理理结结构构对对辐辐射射的的影影响响。。电子子信信息息设设备备辐辐射射泄泄漏漏的的如如何何防防护护，，研研究究设设备备整整体体结结构构和和各各功功能能模模块块的的布布局局、、系系统统的的接接地地、、元元器器件件的的布布局局与与连连线线以以及及各各种种屏屏蔽蔽材材料料、、屏屏蔽蔽方方法法与与结结构构的的效效果果等等问问题题。。12/29/202257如何何从从辐辐射射信信息息中中提提取取有有用用信信息息，，研研究究辐辐射射信信号号的的接接受受与与还还原原技技术术，，由由于于辐辐射射信信号号弱弱小小、、频频带带宽宽等等特特点点，，需需要要研研究究低低噪噪音音、、宽宽频频带带、、高高增增益益的的接接收收与与解解调调技技术术，，进进行行信信号号分分析析和和相相关关分分析析。。信息息辐辐射射的的测测试试技技术术与与测测试试标标准准，，研研究究测测试试内内容容、、测测试试方方法法、、测测试试要要求求、、测测试试仪仪器器以以及及测测试试结结果果的的分分析析方方法法并并制制定定相相应应的的测测试试标标准准。。12/29/202258TEMPEST技术减少计算算机信息向外外泄漏的技术术可以分为电电子隐藏技术术和物理抑制制技术两大类类。其中电子子隐藏技术是是利用干扰方方法扰乱计算算机辐射出来来的信息、利利用跳频技术术变化计算机机的辐射频率率；物理抑制制技术是采用用包括结构、、工艺、材料料和屏蔽等物物理措施防止止计算机有用用信息的泄漏漏。12/29/2022592．TEMPEST威胁信息设备备的电磁磁泄漏威威胁计算机系系统的电电磁泄漏漏其它信息息设备的的电磁泄泄漏HIJACKSOFTTEMPEST12/29/2022602）声光的的泄漏威威胁光的泄漏漏威胁。。如果计计算机显显示器直直接面对对窗外，，它发出出的光可可以在直直线很远远的距离离上接收收到。即即使没有有直接的的通路，，接收显显示器通通过墙面面反射的的光线仍仍然能再再现显示示屏幕信信息。这这种光泄泄漏和电电磁泄漏漏异曲同同工，在在目前复复杂的电电磁环境境下，光光信号的的接收还还原更容容易实现现。声音信号号也存在在泄漏现现象。例例如通过过点阵式式打印机机击打打打印纸发发出的声声音能够够复原出出打印的的字符。。12/29/2022613、计算算机设备备的一些些防泄漏漏措施对计算机机与外部部设备究究竟要采采取哪些些防泄漏漏措施，，要根据据计算机机中的信信息的重重要程度度而定。。对于企企业而言言，需要要考虑这这些信息息的经济济效益，，对于军军队则需需要考虑虑这些信信息的保保密级别别。在选选择保密密措施时时，不应应该花费费100万元去保保护价值值10万元的信信息。12/29/2022621、整体屏屏蔽对于需要高高度保密的的信息，如如军、政首首脑机关的的信息中心心和驻外使使馆等地方方，应该将将信息中心心的机房整整个屏蔽起起来。屏蔽蔽的方法是是采用金属属网把整个个房间屏蔽蔽起来，为为了保证良良好的屏蔽蔽效果，金金属网接地地要良好，，要经过严严格的测试试验收。12/29/202263整个房间屏屏蔽的费用用比较高，，如果用户户承担不起起，可以采采用设备屏屏蔽的方法法，把需要要屏蔽的计计算机和外外部设备放放在体积较较小的屏蔽蔽箱内，该该屏蔽箱要要很好的接接地。对于于从屏蔽箱箱内引出的的导线也要要套上金属属屏蔽网。。12/29/2022642、距距离防防护让计算算机房房远离离可能能被侦侦测的的地点点，这这是因因为计计算机机辐射射的距距离有有一定定限制制。对对于一一个单单位而而言，，计算算机房房尽量量建在在单位位辖区区的中中央地地区。。若一一个单单位辖辖区的的半径径少于于300米，，距距离离防防护护的的效效果果就就有有限限。。12/29/2022653、、使使用用干干扰扰器器在计计算算机机旁旁边边放放置置一一个个辐辐射射干干扰扰器器，，不不断断的的向向外外辐辐射射干干扰扰电电磁磁波波，，该该电电磁磁波波可可以以扰扰乱乱计计算算机机发发出出的的信信息息电电磁磁波波，，使使远远处处侦侦测测设设备备无无法法还还原原计计算算机机信信号号。。挑挑选选干干扰扰器器时时要要注注意意干干扰扰器器的的带带宽宽是是否否与与计计算算机机的的辐辐射射带带宽宽相相近近，，否否则则起起不不到到干干扰扰作作用用，，这这需需要要通通过过测测试试验验证证。。12/29/2022664、利用用铁氧体体磁环在屏蔽的的电缆线线的两端端套上铁铁氧体磁磁环可以以进一步步减少电电缆的辐辐射强度度。计算机的的键盘、、磁盘、、显示器器等输入入输出设设备的辐辐射泄漏漏问题比比计算机机主机的的泄漏更更严重，，需要采采用多种种防护技技术，12/29/202267TEMPEST标准为了评估计算算机设备的辐辐射泄漏的严严重程度程度度，评价TEMPEST设备的性能好好坏，制定相相应的评估标标准是必要的的。TEMPEST标准中一般包包含规定计算算机设备电磁磁泄漏的极限限和规定对辐辐射泄漏的方方法与设备，，12/29/2022683.3环境境安全技术3.3.1机机房安全等等级3.3.2机机房环境基基本要求3.3.3机机房场地环环境12/29/2022693.3.1机机房房安安全全等等级级为了了确确保保计计算算机机硬硬件件和和计计算算机机中中信信息息的的安安全全，，机机房房安安全全是是重重要要的的因因素素。。本本节节将将讨讨论论有有关关机机房房的的安安全全问问题题。。先先讨讨论论机机房房的的安安全全等等级级，，然然后后再再讨讨论论机机房房对对场场地地环环境境的的要要求求。。12/29/202270计算机系统中中的各种数据据依据其重要要性和保密性性，可以划分分为不同等级级，需要提供供不同级别的的保护。对于于高等级数据据采取低水平平的保护会造造成不应有的的损失，对不不重要的信息息提供多余的的保护，又会会造成不应有有的浪费。因因此，应对计计算机机房规规定不同的安安全等级。12/29/202271计算机机房的的安全等级可可以分为三级级，A级要求求具有最高安安全性和可靠靠性的机房；；C级则是为为确保系统作作一般运行而而要求的最低低限度的安全全性、可靠性性的机房；介介于A级和C级之间的则则是B级。12/29/202272应该根根据所所处理理的信信息及及运用用场合合的重重要程程度来来选择择适合合本系系统特特点的的相应应安全全等级级的机机房，，而不不应该该要求求一个个机房房内的的所有有设施施都达达到某某一安安全级级别的的所有有要求求，可可以按按不同同级别别的要要求建建设机机房。。计算算机房房安全全等级级的划划分如如表所所示。。12/29/202273安全项目指标机房安全级级别C级B级A级场地选择——⊙⊙防火⊙⊙⊙内部装修——⊙㈠供配电系统⊙⊙㈠空调系统⊙⊙㈠防火报警及消防设施⊙⊙㈠防水——⊙㈠防静电——⊙㈠防雷击——⊙㈠防鼠害——⊙⊙防电磁波干扰——⊙⊙表3-2机机房的的安全等级级12/29/2022743.3.2机机房环环境基本本要求计算机系系统实体体是由电电子设备备、机电电设备和和光磁材材料组成成的复杂杂的系统统。这些些设备的的可靠性性和安全全性与环环境条件件有着密密功的关关系。如如果环境境条件不不能满足足设备对对环境的的使用要要求，就就会降低低计算机机的可靠靠性和安安全性，，轻则造造成数据据或程序序出错、、破坏，，重则加加速元器器件老化化，缩短短机器寿寿命，或或发生故故障使系系统不能能正常运运行，严严重时还还会危害害设备和和人员的的安全。。12/29/202275实践表明明，有些些计算机机系统不不稳定或或经常出出错，除除了机器器本身的的原因之之外，机机房环境境条件是是一个重重要因素素。因此此，充分分认识机机房环境境条件的的作用和和影响，，找出解解决问题题的办法法并付诸诸实施是是十分重重要的。。1993年2月17日国家技技术监督督局、中中华人民民共和国国建设部部联合发发布了《《中华人人民共和和国国家家标准———电子子计算机机机房设设计规范范》（GB50174-93），该标标准于1993年9月1日实施。。12/29/2022763.3.3机机房房场场地地环环境境机房房外外部部环环境境要要求求机房房场场地地的的选选择择应应以以能能否否保保证证计计算算机机长长期期稳稳定定、、可可靠靠、、安安全全地地工工作作为为主主要要目目标标。。在在外外部部环环境境的的选选择择上上，，应应考考虑虑环环境境安安全全性性、、地地质质可可靠靠性性、、场场地地抗抗电电磁磁干干扰扰性性、、应应避避开开强强振振动动源源和和强强噪噪声声源源、、应应避避免免设设在在建建筑筑物物的的高高层层以以及及用用水水设设备备的的下下层层或或隔隔壁壁。。12/29/202277同时时，，应应尽尽量量选选择择电电力力、、水水源源充充足足，，环环境境清清洁洁，，交交通通和和通通信信方方便便的的地地方方。。对对于于机机要要部部门门信信息息系系统统的的机机房房，，还还应应考考虑虑机机房房中中的的信信息息射射频频不不易易被被泄泄漏漏和和窃窃取取。。为为了了防防止止计计算算机机硬硬件件辐辐射射造造成成信信息息泄泄漏漏，，机机房房最最好好建建设设在在单单位位的的中中央央地地区区。。12/29/2022782.机机房房内内部部环环境境要要求求机房房应应辟辟为为专专用用和和独独立立的的房房间间。。经常常使使用用的的进进出出口口应应限限于于一一处处，，以以便便于于出出入入管管理理。。机房房内内应应留留有有必必要要的的空空间间，，其其目目的的是是确确保保灾灾害害发发生生时时人人员员和和设设备备的的撤撤离离和和维维护护。。机房应应设在在建筑筑物的的最内内层，，而辅辅助区区、工工作区区和办办公用用房设设在其其外围围，如如图6-112/29/2022793.机机机房面面积的的大小小与需需要安安装的的设备备有关关，另另外还还要考考虑人人在其其中工工作是是否舒舒适。。通常常有两两种估估算方方法，，一种种是按按机房房内设设备总总面积积M计计算。。计算算公式式如下下：机机房面面积=（5~7）M这里的的设备备面积积是指指设备备的最最大外外形尺尺寸，，要把把所有有的设设备包包括在在内，，如所所有的的计算算机、、网络络设备备、I/O设备、、电源源设备备、资资料柜柜、耗耗材柜柜、空空调设设备等等。系系数5~7是根据据我国国现有有机房房的实实际使使用面面积与与设备备所占占面积积之间间关系系的统统计数数据确确定的的，实实际应应用时时肯定定是要要受到到本单单位具具体情情况的的限制制。12/29/202280第二种方方法是根根据机房房内设备备的总数数进行机机房面积积的估算算。设设设备的总总台数为为K，则则估算公公式为：：机房面面积=（（4.5~5.5）K（m2）在这种计计算方法法中，估估算的准准确与否否和各种种设备的的尺寸是是否大致致相同有有密切关关系，一一般的参参考标准准是按台台式计算算机的尺尺寸为一一台设备备进行估估算。如如果一台台设备占占地面积积太大，，最好把把它按两两台或多多台台式式计算机机去计算算，这样样可能更更会准确确。12/29/202281系数4.5~5.5也也是根据据我国具具体情况况的统计计参数。。按照国家家标准““计算机机中心（（站）场场地技术术要求””，工作作间、辅辅助间与与机房所所占面积积应有合合适的比比例，其其他各类类用房依依据人员员和设备备的多少少而定。。通常，，办公室室、用户户工作室室、终端端室按每每人3.5~4.5m2进行计算。在在此基础上，，再考虑15%~30%的备用面积，，以便适应今今后发展的需需要。12/29/202282小结结计算算机机硬硬件件安安全全是是信信息息系系统统安安全全的的基基础础；；硬件件安安全全手手段段的的优优点点是是不不易易受受到到被被修修改改的的攻攻击击威威胁胁；；除了了注注意意计计算算机机硬硬件件本本身身的的安安全全外外，，辐辐射射泄泄漏漏也也是是硬硬件件系系统统的的重重要要安安全全问问题题；；硬件件的的安安全全依依赖赖机机房房环环境境的的标标准准符符合合要要求求，，安安全全的的机机房房有有利利于于保保护护计计算算机机系系统统的的安安全全运运行行。。12/29/202283思考与练练习3.1计计算机机硬件有有哪些有有碍信息息安全方方面的缺缺陷，书书中列举举了一些些，你能能否再列列举一些些？3.2环环境可可能对计计算机安安全造成成哪些威威胁，如如何防护护？3.3由由硬件件支持的的访问控控制和认认证技术术有哪些些，目前前有哪些些新技术术？3.4硬硬件防防复制制有哪哪些方方法，，除此此以外外，你你还知知道哪哪些？？并说说明它它们的的局限限性。。3.5计计算机机哪些些部件件容易易产生生辐射射？如如何防防护？？12/29/2022843.6TEMPEST技技术主要研研究内容是是什么？3.7计计算机设备备防泄漏的的主要措施施有哪些？？它们各自自的主要内内容是什么么？3.8为为了保证计计算机安全全稳定地运运行，对