計算機硬件安全保障及維護策略探討

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摘要：人們利用計算機網絡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生故障的概率，給相關研究人員以借鑒和參考。

關鍵詞：網絡環境；計算機；硬件安全；保障策略

1前言

在計算機的運營系統中，軟件與硬件都是重要的組成部分。隨著近幾年來網絡技術的高速發展，計算機軟件在設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的整體安全有著重要的影響，不能夠對其忽視。在網絡環境下，維護好計算機硬件的安全，做好平時的保障以及系統的維護，對于計算機整體系統正常運行必不可少。在網絡環境下，計算機硬件的運營性能和效率與整體服務性有著直接的聯系。在計算機結構系統中，硬件是內部的物理結構和裝置的總稱。由于網絡拓撲結構在不斷擴大，計算機硬件必然會面臨來自網絡環境的威脅。網絡環境既有著正面的影響，也有著負面的影響，它能夠使得計算機軟件與硬件之間達到完美協調，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部，篡改或者是竊取數據，造成嚴重的安全事故。在網絡環境下如何實現計算機硬件的安全性，保障內部數據正常運行，是相關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、輸入和輸出設備等幾個領域。對于存儲設備來說，自身并不具備攻擊防御能力，一旦遭受到非法入侵，可能會導致存儲介質內亂，對數據安全造成嚴重威脅。同時計算機硬件的外部環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的安全。例如，如果計算機硬件系統周圍的環境濕度超過80%，則可能會使得計算機內部金屬材料表面出現一定的銹蝕，這種銹蝕會導致短路的現象發生，嚴重威脅計算機硬件以及系統的整體性安全。因此，從計算機硬件設備的設計以及維護兩個方面來探討網絡環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設計的安全性保障。設計是計算機硬件系統的源頭，因此計算機硬件的安全保障首先需要從設計方面進行分析討論。設計領域的防護措施主要包括對于木馬系統的檢測、不可信任的工具、版權集成電路等等。木馬系統可以借助合法的程序外衣，進入到硬件系統中，篡改內部芯片系統數據，而導致計算機硬件系統癱瘓，大量數據流失。在計算機硬件的電路設計過程中，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，加劇了木馬程序對于系統的攻擊性，嚴重危及計算機硬件系統的安全。在常規狀況下，攻擊計算機硬件系統的木馬程序需要在硬件系統進入運營到相關狀態下，才能夠發揮其對系統性的破壞作用，包括對于硬件功能性的改變、搶占內部存儲器的資源、硬件信息進行復制和傳輸，導致信息數據出現泄漏。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進入高電平區，主要能夠激活內置的木馬程序功能，改變信息系統的傳輸信號。對于這種木馬程序的入侵，可以采用反向的木馬檢測技術，例如可以利用功能檢測技術，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，來查看內部是否存在硬件的木馬。2.2內存區域進行合理的隔離。內存是計算機硬件應用的非常重要組成部分，同時也是計算機數據存儲主要的設備類型。維護好內存應用的安全，可以保證數據的安全性，同時使得計算機系統安全性得到有效的提升。這要求我們對內存數據進行合理的劃分，根據重要性對內存數據進行隔離處理，保障數據安全與穩定。同時，對于一些較為重要以及較為敏感的隱私數據，通過與外界隔離的方式，避免受到外部環境的干擾。對于每一個內存區域可以設置相應的訪問權限設置，只有授權登錄的用戶才能夠訪問內存的某一區域。這樣可以有效控制網絡危險環境的因素，盡可能降低內存出現數據安全泄露的風險。3.3做好加密技術。首先，可以采用密匙，對整個計算機硬件數據系統進行加密，使得數據得到保障。因為利用加密技術需要較多的技巧性，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，即對系統的硬盤數據采用加密方式，能夠有效阻止非法程序對于硬件的入侵，保障計算機網絡硬件系統的安全運營。然而，全加密硬盤并不能夠對所有的數據都進行加密，因此這種加密形式有待完善。利用加密技術能夠使得計算機數據轉變為對應形式的密碼，通過加密技術的算法，將這些密碼再進行讀取，恢復到原始數據的狀態，從而有效保障數據的準確性以及安全性。如果非法程序在傳輸數據中嵌入到系統當中，可能只是得到一些加密的數據，無法獲得數據的原始效果，以此提升了計算機系統的安全性。在目前階段使用比較多的加密技術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，無須進行額外的轉換，以此實現高效率的加密以及解密的作業；非對稱是指加密與解密使用兩種不同類型的密匙，此外，計算機硬盤可以創新字符與數字的結合形式，增加密碼長度，對交錯規律不斷進行變化，有效防止硬盤受到干擾。

3網絡環境下計算機硬件的維護策略

3.1處理器的維護策略。在外部環境因素影響下，計算機會出現相應的安全問題，對于處理器的正常運轉造成威脅，因此需要采用適當的措施，提升對于處理器進行維護。比如說在常規情況下，如果夏季到來，計算器散熱能力受到抑制，可能會出現散熱困難的現象，使得計算機系統活動能力下降，影響系統的穩定性，可能會導致機身的壽命縮短，或者是在高溫條件下直接發生損壞。如果計算機系統配置比較高，系統處理器會擔負較重的處理任務，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高效率運轉，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，所產生的噪音比較小，同時能夠實現系統循環散熱，滿足計算機多種設備的散熱需求，能夠進一步提升計算機硬件設備的散熱效果。如果計算機處理設備在不穩定的電壓狀況下，可能會導致處理器損毀，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備要做好防雷措施，對于計算機系統所配備的不間斷電源要具有電壓穩定性，保證其能夠有效維持整個計算機系統的正常運轉。3.2維持主板的正常運行。在網絡環境下，計算機主板的正常運行也可能會有較多的威脅，需要對此加強認知。對于整個計算機系統來說，主板是硬件與軟件之間進行聯系的橋梁，也是硬件系統的基礎，計算機系統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備相互連接。在穩定電壓條件下，計算機主板運行時會產生靜電，影響主板運營的穩定性，甚至會威脅整個計算機系統的安全，導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，可能會發生變形，影響其物理結構。除了計算機主板可能發生安全性問題之外，計算機的硬盤內存設備以及網絡的連接設備也有可能在一些不穩定因素下發生安全問題，因此對這些硬件硬盤設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；對于計算機內存來說，主要是要避免物理性損傷，防止散熱性效果對其內存所造成的危害；針對網絡連接設備，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硬件系統的維護性原則

4.1由外到內。計算機發生故障時，如果故障發生在內部硬件中，需要從外到內進行檢查，對于硬件設備進行客觀分析。同時維護管理人員還需定期對計算機硬件系統進行排查，將一些系統性的隱患進行及時的處理。需要對硬件系統進行定期維護，以此來保證整個硬件系統的安全性。4.2由靜到動。在計算機硬件系統未通電時，做好對硬件設備的檢查，這種檢查方法被稱為靜態的檢測方式，如果通電之后再進行檢測，那么就是動態性的檢測。對于計算機系統的運營維護，需要從靜態檢測到動態檢測一連串運行，逐漸實現檢測的延伸，這樣能夠為計算機的安全穩定性奠定良好的基礎。

5結束語

在網絡環境下，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計安全保障，做好加密技術的應用，同時對內存區域合理進行分區；在硬件維護策略中，要遵循由外及內以及由靜到動的檢測方式，做好服務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的安全性。

參考文獻：

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作者:朱泓 單位:長春市外語網站