孫尚卓 哈笑天

沈陽地鐵集團有限公司

計算機硬件設計安全問題分析

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計算機硬件安全問題關系到整個計算機信息安全，在使用計算機的過程中要想保證其軟件的安全，首先必須解決其硬件安全問題。一直以來計算機的軟件安全問題都備受重視，很多管理者都會對計算機的軟件進行安全升級，然后再對計算機硬件進行升級。然而這些并不能阻止不法份子竊取信息安全，所以對于計算機硬件的設計安全顯得尤為重要。計算機硬件功能的高低與其運行速度和發(fā)展方向密切相關。本文將對計算機硬件設計安全問題進行闡述，并對利用計算機如何地鐵技術接口進行管理簡單說明。

計算機；硬件；設計；安全

一、計算機硬件安全

1.計算機外部系統(tǒng)安全問題

計算機外部環(huán)境的安全性對計算機在運行過程中存在一定的影響，要在環(huán)境清潔、溫度以及濕度適宜的情況下運行，而且既要保證在運行過程中有穩(wěn)定的電壓，還需要一定的加固技術，來增強計算機的抗逆性，比如對計算機做出有效的防水、防腐蝕等，做好各種外界因素的處理，才能保證計算機硬件的安全運行。

2.計算機硬件與系統(tǒng)安全問題

從影響計算機系統(tǒng)的安全的性能來分析，計算機硬件設備和計算機的內部芯片都對計算機系統(tǒng)的安全運行帶來一定的隱患。就拿CPU 來說，CPU 通過電腦集成運行而產生相應的指令，而這些指令代碼都是保密的，大家都不了解它的安全性能情況。同時外界還在不斷的通過各種指令代碼將CPU 進行激活，造成計算機信息的外漏，最終造成計算機系統(tǒng)的癱瘓。硬件泄密與電源的安全也有直接關聯(lián)。電源泄密是在城市用電電線中，把電腦產生的電磁信號沿電線傳送出去，在傳送的過程中不法人員可以利用特殊設備從電源線上把信息截取下來進行還原。在計算機中每一個部件都是可以被控制的，這也就是我們常說的可編程控芯片，只要掌握了控制芯片的程序，就等于控制了電腦芯片。所以在計算機的使用過程中要做好電腦硬件的安全防護措施。

3.計算機硬件設計中的安全

為了保證計算機的安全性能，當前主要的策略是在采取多樣化設計和基礎工程變異等，通過采用這些方案不僅可以節(jié)省成本開支，還可以有效的控制能耗。基礎工程變異是解決能耗芯片和IC 時序中存在的問題的，它包括了對傳統(tǒng)制造技術的使用以及光纖技術、等離子技術和納米技術等的使用，基礎工程變異技術在計算機硬件安全設計中得到了有效而廣泛的應用。只是隨著信息技術的不斷發(fā)展，又有一系列的問題伴隨而來，比如木馬檢測以及安全原語集成現(xiàn)有芯片和新的安全原語設置，其中一個最主要的問題就是木馬問題。硬件木馬是針對原始芯片進行修改和嵌入的一些惡意操作。在計算機硬件設計中除了工程變異外，還有物理不可復制技術，這個新的技術可以為計算機芯片提供良好的保障。

二、解決計算機硬件設計的有效措施

1.保證計算機硬件的內置安全

為了能夠確認計算機硬件的內置安全，在制作芯片的過程中，要對硬件的IP 進行更好的保護，可以將EPIC 技術以及PUE 技術相結合，進而對內置安全起到更有效的保護。通過IC 傳統(tǒng)設計方法與EDA 工具的聯(lián)合使用，可以的到所需的物理版圖，然后在通過運用PUF 技術，從而將具有變異性能的芯片PUFIC 繪制出來，最后再通過與加密的IC 管理員版權促和生成檢測秘鑰。通過多次實驗證明，通過以上的這種設計理念繪制出來的加密型驗證模塊，可以有效的通過保護原始板塊來保護IC 版圖，從而實現(xiàn)對計算機硬件安全的保護作用。具體可以從以下幾個方面入手：①芯片使用之前往往需要對其進行測試，在此過程中可以利用電路設置密鑰技術，此種技術也可以利用到芯片生產中；②為了充分保障安全性，應對總線采取措施，如設置加鎖、解鎖等環(huán)節(jié)；③如今PUFID 得到了很好的應用，因此可以將芯片制造與該方面進行融合，便于制造出性能更佳的芯片；④AES 算法能夠提升加密嚴密性，因此也可以在制造芯片的過程中，合理應用此算法。

2.外置輔助安全檢測裝置

外置輔助安全檢測的方法主要是采用了RAS 技術，就是通過秘鑰管理中心制作出來一堆秘鑰，可以是公開的也可以是私用的秘鑰，通過公開秘鑰的使用來保護計算機數(shù)據(jù)信息的安全，然后在通過計算機安全芯片與秘鑰存儲器共同驗證組合成外置輔助安全檢測裝置。私用秘鑰存儲的數(shù)據(jù)信息主要是靠私鑰存儲器來保護的，在使用檢測中，芯片內的電路信息可以通過RFID 來讀取，同時對芯片的安全性進行驗證，從有效的保護數(shù)據(jù)信息的安全?？偠灾?，通過秘鑰管理中心可以有效的保證計算機硬件的安全。需要對外置輔助方面進行深入研究，如今RAS 技術是此方面極為重要的技術之一，并且其具有符合自身特點的機制，可以在測試環(huán)節(jié)起到核心作用，其也被稱為密鑰管理中心，其不僅可以在外置設備測試方面起到作用，也可以在驗證芯片安全方面起到很好的作用，可見該技術具有很好的應用效果，根據(jù)目前的情況來看，其還有很大的發(fā)展前景。

3.硬件設計安全的創(chuàng)新

硬件設計安全不僅包括設計安全的技術發(fā)展緩慢還包括了設計人員對安全問題的重視，也就是在實際使用過程中計算機硬件安全問題的發(fā)生速度遠遠快于計算機安全的技術的研發(fā)速度。所要要不斷提高技術人員的整體素養(yǎng)，建立有效的安全技術研發(fā)，對每個研發(fā)環(huán)節(jié)進行創(chuàng)新。第一步要對現(xiàn)有技術進行補充，在現(xiàn)有技術的基礎上對存在的問題進行解決和改進，成立專門的研發(fā)小組，進行有針對性的研究，從而有效的提高硬件設備的安全可靠性。第二步建立計算機硬件設計安全體系，由于計算機的種類繁多，為了保證整個硬件的安全性，要對每個不同的硬件設備的特征、性能以及產生安全隱患的原因進行具體分析，并且將每個環(huán)節(jié)帶來的影響進行整合，從而建立一套解決方案，只有通過有效的整合，才能使各項技術在使用的過程中產生交集起到互相強化的作用。

三、結語

計算機硬件設計安全關系到整個計算機信息系統(tǒng)的安全。所以要準備的找出硬件設計中存在的各種問題，然后進行有針對性的解決，中要不斷完善計算機硬件安全設計技術，結合現(xiàn)有技術進行創(chuàng)新設計，在設計的過程中要將硬件與軟件設計放在同等重要的位置，這樣才能保證計算機運行的整體安全性，為我國信息安全提供保障。

[1]王慧.計算機硬件設計安全問題研究[J].信息通信，2016，01(02)：171～172.

[2]劉卓.計算機硬件設計安全問題研究[J].信息與電腦(理論版)，2014，05(05)：189～190.

[3]李得偉.軌道交通大數(shù)據(jù)運用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究[J].都市快軌交通，2016，(06)：1～7.

[4]劉寶峰.計算機硬件設計安全問題研究[J].黑龍江科技信息.2016(14)

[5]曾顥.計算機硬件的設計安全分析[J].數(shù)字技術與應用.2016(04)

[6]洪仁峰，李璐，許欣.自生系統(tǒng)的安全保密風險分析[J].保密科學技術.2017(01)