計算機硬件的設計安全

文/喬偉光

計算機是由硬件和軟件兩個部分組成的，它們保障了計算機的各種作用的實現，硬件和軟件二者缺一不可。近幾年來，在計算機的技術發展之中，技術人員關注的焦點多是軟件開發，而對于硬件的發展則少了許多，這體現出了一定的不平衡性。在計算機技術中，要想取得長足的進步，就不能只注重開發一方面，硬件的發展應該要跟上軟件的開發步伐。硬件方面的發展重要的部分就是安全問題，做好硬件安全的設計工作，是目前擺在計算機技術人員面前的至關重要的一個難題。

1 計算機硬件的組成

計算機的硬件部分指的是計算機體系中通過電子、機械和光電元件等等構成的種種物理的裝置的總的名稱。把上述物理的裝置依據系統的結構的規范組合出一整個有機的部分為計算機的軟件的運行供給物質的基礎。從一個容易理解的方面來說，計算機的硬件的功能為輸入并且存儲程序與數據，同時執行的程序要把數據加工成能夠運用的樣式。從外在的具體的形象方面來說，電腦由主機箱與外部設備組成。主機箱里面的構造主要包括CPU、內存、主板、硬盤驅動器、光盤驅動器、各種擴展卡、連接線、電源等等；外部的設備就包括鼠標、鍵盤等等。當對于計算機的硬件的各個部分設備具有一定的認識，設計人員才可以在實際的計算機硬件的設計過程中對于安全問題有一定的方向，構造出合理的設計方案。

2 計算機硬件安全的基本概述

計算機對于外部環境的要求很高，因此安全問題的其中之一就是關于外部環境的。當要使用計算機進行工作的時候，要注意計算機的使用是在什么樣的環境之中，要想使計算機能夠高效、正常的工作，那么就應該使得計算機工作在干凈、清潔的環境之中。同時計算機的溫度不能過高，因此降溫設備的輔助非常重要，而且計算機應該要保證電壓的穩定，只有盡可能的維護計算機運行時的外部環境，才能保障計算機硬件的正常運作。其次，要保障計算機的硬件安全，還需要依靠一個主要的技術，那就是加固技術。計算機在設計生產過程中運用加固技術后，可以防震、防腐蝕并且防水，經過加固技術過程的計算機可以適應惡劣的環境，比如可以在野外正常工作。計算機的硬件安全有可能對于計算機系統造成安全影響。比如在中央處理器中有可能存在著病毒指令代碼，通過外部設備就能夠激活病毒，最終會竊取個人的數據信息，使得人們的經濟或者是其它方面受到侵害。所以，計算機硬件安全是多方面的，對于計算機整體的安全是重要的。

3 計算機硬件設計安全分析

計算機的硬件設計安全問題隨著計算機技術的突飛猛進逐漸的凸顯了出來，相對應的問題也一一的正在被技術人員逐漸攻破。其實，很難說有哪一項技術能夠真正的達到完美無缺，技術不斷發展，各種問題也會隨之而來，發展技術的過程就是發現問題的過程。對于計算機硬件設計安全問題，解決安全問題的方案也在不斷被提出，各種的運用最新技術和材料的創新型方案不斷涌現。解決了一些硬件安全問題的，在現在階段已經普及的使用的硬件系統有安全原語設置、硬件木馬檢測等等。

4 計算機硬件的設計安全策略

4.1 做好內置安全確認工作

內置安全的確認的工作的要點為在測試和制造計算機芯片的時候使用物理不可復制技術和外延平面集成電路技術以電路設計形式來保護硬件網絡之間互聯的協議也就是IP。首先，使用物理不可復制技術將最初設計好的集成電路在集成電路制造工廠中進行制造，在制造后能夠獲得一種發生變異的公開物理不可復制技術序列，再通過電子設計自動化工具進行編譯工作，從而能夠得到新的產物也就是物理版圖，把前面已獲得的公開物理不可復制技術序列和已經過加密處理的集成電路信息進行合成然后得到校驗密鑰，接下來就在剛剛得到的集成電路的物理版圖中挑選關鍵區域，把校驗密鑰進行加密處理后得到驗證模塊，隨后把驗證模塊加在最初設計好的已形成保護層的集成電路的物理版圖上，最后將其應用到集成電路產品的生產制造中，這就完成了內置安全保護工作。

4.2 檢測外置輔助安全

現階段，大多數都會使用可靠性R、可用性A、可維修性S3 個指標也就是RAS 技術來進行對外置輔助安全的檢測工作，與此同時，外置輔助安全檢測工作還要依賴可以信任的密鑰關機部門制造公開密鑰以及私用密鑰，其中公開密鑰一般是被把信息數據進行加密然后保存在電路里面，而私用密鑰一般被安置在用于檢測外置輔助安全的密鑰儲存器內。

5 結語

總的來說，計算機硬件設計安全問題應該受到設計人員的注重，這對于計算機的整體安全意義重大。