關(guān)于計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)安全問(wèn)題的思考

馬佳賓　鄭云峻　武丹

摘 要：進(jìn)入信息化時(shí)代，隨著我國(guó)高科技手段的發(fā)展，人們?cè)谧⒅厣钯|(zhì)量的同時(shí)，更加注重對(duì)個(gè)人隱私的保護(hù)。但是，不斷加強(qiáng)計(jì)算機(jī)硬件的信息化技術(shù)手段對(duì)于個(gè)人信息保護(hù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，黑客及其他病毒軟件已經(jīng)侵入人們的生活，個(gè)人信息隨時(shí)隨地都可能發(fā)生泄露，導(dǎo)致個(gè)人財(cái)產(chǎn)等造成一定的損失。因此，計(jì)算機(jī)既要有硬件方面的保護(hù)，也要有軟件方面的保護(hù)。同時(shí)，要進(jìn)行多重防御和隱私加密，提高計(jì)算機(jī)安全保護(hù)等級(jí)，讓計(jì)算機(jī)用戶(hù)的信息更加隱秘，避免被黑客竊取。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)硬件;設(shè)計(jì)安全;思考

中圖分類(lèi)號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1064（2022）04-0-03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2022.04.029

1 計(jì)算機(jī)硬件安全發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 目前發(fā)展

計(jì)算機(jī)的安全主要體現(xiàn)在軟件、硬件、通信三個(gè)方面，如果從三個(gè)方面不斷提高和創(chuàng)新，那么在用戶(hù)隱私保護(hù)方面就會(huì)取得很大的進(jìn)步。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)具有信息范圍廣的特點(diǎn)，在信息化時(shí)代，每一個(gè)角落都有可能存在用戶(hù)的信息，且信息非常零散，很容易泄露，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)多種方式進(jìn)行信息的傳導(dǎo)、輸入和輸出，在這些方面要對(duì)這些復(fù)雜的信息傳導(dǎo)方式進(jìn)行歸類(lèi)并提出合適的解決方法。在瀏覽網(wǎng)頁(yè)的時(shí)候，信息可能就會(huì)在不經(jīng)意間泄露，因此，要不斷提高計(jì)算機(jī)硬件的防御能力，提高保密等級(jí)。

各國(guó)目前對(duì)軟件的開(kāi)發(fā)已經(jīng)達(dá)到了一定的程度，很難再得到提高，軟件也達(dá)到了比較高的保密等級(jí)，因此，對(duì)軟件的開(kāi)發(fā)可以稍微延緩，對(duì)于硬件的開(kāi)發(fā)則要不斷創(chuàng)新，才能不斷提高硬件保密等級(jí)。因此，提高計(jì)算機(jī)安全性的主要任務(wù)就落在了硬件方面[1]。

1.2 長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展

計(jì)算機(jī)的發(fā)展是持續(xù)且快速的，要從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度考慮計(jì)算機(jī)硬件的安全設(shè)計(jì)。隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，人們的信息通常在網(wǎng)上就可以簡(jiǎn)單查到，因此，更加注重信息安全。目前，有許多防護(hù)軟件出臺(tái)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度考慮，硬件是最基本、最重要且可以提高計(jì)算機(jī)的硬件安全性的一個(gè)方面，需要不斷創(chuàng)新和發(fā)展，需要投入大量的設(shè)計(jì)性思維和設(shè)計(jì)人才，許多人在使用計(jì)算機(jī)時(shí)，由于操作不當(dāng)，可能導(dǎo)致木馬病毒等病毒入侵電腦，導(dǎo)致個(gè)人信息被木馬病毒讀取，從未發(fā)生個(gè)人信息泄露問(wèn)題。

操作計(jì)算機(jī)時(shí)，在瀏覽網(wǎng)頁(yè)或者下載軟件的過(guò)程中，導(dǎo)致木馬病毒在間隙中入侵電腦，長(zhǎng)此以往會(huì)竊取個(gè)人信息，在現(xiàn)階段缺乏對(duì)計(jì)算機(jī)硬件方面的特殊保護(hù)，導(dǎo)致其無(wú)法抵抗惡意攻擊及非法拷貝等，會(huì)導(dǎo)致信息泄露，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)安全性的不斷降低。進(jìn)入信息化的時(shí)代，硬件的發(fā)展如果不能緊跟時(shí)代的發(fā)展，那么傳統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)思維必將被時(shí)代淘汰。因此，硬件的發(fā)展必須具有創(chuàng)新性，需要有大量創(chuàng)新型人才投入到硬件安全設(shè)計(jì)中，推動(dòng)計(jì)算機(jī)硬件得到快速發(fā)展和不斷進(jìn)步。

在信息化時(shí)代，人們對(duì)自身信息化的要求越來(lái)越高，需要更高的安全等級(jí)才能符合當(dāng)今以及未來(lái)人們計(jì)算機(jī)的使用要求。但是，由于信息泄露問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致一系列問(wèn)題出現(xiàn)。在未來(lái)，更加需要防護(hù)等級(jí)更高的計(jì)算機(jī)硬件，才能適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，因此，要從最基本的設(shè)計(jì)思路出發(fā)，拓寬設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思路，做好硬件設(shè)計(jì)創(chuàng)新，符合未來(lái)計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)要求，才能在硬件方面實(shí)現(xiàn)技術(shù)性的快速提高，進(jìn)而提高硬件的防護(hù)等級(jí)，保障未來(lái)電腦行業(yè)的發(fā)展。

2 加強(qiáng)計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)安全的措施

2.1 加強(qiáng)硬件內(nèi)置安全

硬件本身有一定抵抗病毒的作用，但仍然會(huì)發(fā)生信息泄露。計(jì)算機(jī)硬件是安全防護(hù)的重要部分，因此要在硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中，提高硬件抵抗外界信息侵襲的能力，減少信息泄露。硬件設(shè)計(jì)要結(jié)合多種技術(shù)，提高硬件的綜合性，能在外來(lái)病毒入侵時(shí)產(chǎn)生防御，讓病毒無(wú)法入侵，硬件的內(nèi)置安全還要與硬件的外置輔助硬件結(jié)合使用，才會(huì)提高硬件的安全性。在內(nèi)置的硬件在外來(lái)信息入侵時(shí)，實(shí)現(xiàn)雙重防御，這樣可以防止黑客以及病毒竊取用戶(hù)信息，提高硬件的安全性。當(dāng)信息泄露時(shí)，其他人可以利用用戶(hù)信息進(jìn)行非法的貸款以及實(shí)施其他違法行為，這樣就會(huì)導(dǎo)致個(gè)人財(cái)產(chǎn)的巨大損失以及個(gè)人身份信息泄露。

硬件作為計(jì)算機(jī)的主要組成部分，對(duì)抵抗病毒以及黑客的入侵起到了至關(guān)重要的作用，而硬件研發(fā)過(guò)程相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，由多個(gè)環(huán)節(jié)組成，每一個(gè)環(huán)節(jié)的研發(fā)質(zhì)量決定了硬件的最終的綜合性能。因此，在硬件研發(fā)過(guò)程中，要加強(qiáng)對(duì)硬件研發(fā)每一個(gè)環(huán)節(jié)的管控，從而保證硬件的質(zhì)量。硬件研發(fā)環(huán)節(jié)如圖1所示。

從基礎(chǔ)上做好硬件研發(fā)，當(dāng)硬件組裝在計(jì)算機(jī)內(nèi)的時(shí)候，要保證硬件可以充分發(fā)揮其防御病毒以及黑客入侵的作用，保護(hù)用戶(hù)隱私和身份信息。當(dāng)硬件研發(fā)完成后，要對(duì)硬件的安全性進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試，保證硬件的設(shè)計(jì)沒(méi)有瑕疵，既保證硬件的性能，又提高其防御病毒入侵的作用。在這一過(guò)程中，要對(duì)硬件整個(gè)研發(fā)過(guò)程進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，保證硬件的研發(fā)思路沒(méi)有發(fā)生大方向的偏離，確保硬件的綜合性能。當(dāng)硬件大批量制造之后，還要對(duì)硬件進(jìn)行逐個(gè)檢測(cè)，排除瑕疵品，保證每一個(gè)硬件的質(zhì)量，在安裝在電腦上能夠正常使用，保證電腦的綜合性能。

如今人們發(fā)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)用戶(hù)的信息在網(wǎng)絡(luò)上就可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的復(fù)制和傳輸，如圖2所示。病毒和黑客可以通過(guò)各種渠道獲取用戶(hù)信息，不僅要通過(guò)軟件進(jìn)行防護(hù)，而且要通過(guò)計(jì)算機(jī)硬件進(jìn)行防護(hù)。計(jì)算機(jī)硬件最根本的安全來(lái)自其內(nèi)部硬件的安全設(shè)計(jì)，從內(nèi)部出發(fā)可以解決其安全性能，但從內(nèi)部出發(fā)需要極其復(fù)雜、極具創(chuàng)新性的結(jié)構(gòu)才能保證安全性能得到提高，因此，硬件內(nèi)置安全的設(shè)計(jì)相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較復(fù)雜的，長(zhǎng)此以往，硬件內(nèi)部的安全仍需要不斷創(chuàng)新和發(fā)展，加強(qiáng)硬件內(nèi)部安全設(shè)計(jì)是目前的首要任務(wù)[2]。

2.2 將安全設(shè)計(jì)融入硬件研發(fā)

硬件防護(hù)一般要通過(guò)內(nèi)置和外置的硬件防護(hù)同時(shí)進(jìn)行，這樣的防護(hù)更加具有安全性，對(duì)硬件提出了更高的要求。在硬件的研發(fā)過(guò)程中，需要極高的制造技術(shù)，對(duì)硬件具有硬性要求，可以提高硬件質(zhì)量，提高硬件的防護(hù)能力。在這一過(guò)程中，在硬件無(wú)法突破瓶頸時(shí)，要將硬件設(shè)計(jì)的安全理念與硬件技術(shù)相結(jié)合，提高硬件的制造水平和硬件的防護(hù)功能。

為了實(shí)現(xiàn)硬件與軟件同時(shí)抵抗網(wǎng)絡(luò)上的病毒與黑客入侵，首先要提高設(shè)計(jì)人員的安全意識(shí)。現(xiàn)階段，設(shè)計(jì)人員更加注重硬件的設(shè)計(jì)性能，在信息化飛速發(fā)展的時(shí)代，只有具有高性能的硬件設(shè)施，計(jì)算機(jī)才會(huì)表現(xiàn)得更好。在這一基礎(chǔ)上，要對(duì)硬件設(shè)計(jì)人員進(jìn)行嚴(yán)格的培訓(xùn)，增強(qiáng)他們對(duì)硬件安全理念的重視，關(guān)注硬件安全性設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)理念決定了硬件發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)道路，先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念要與硬件制造相結(jié)合，將硬件安全融入硬件設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提高硬件安全性能。在計(jì)算機(jī)發(fā)展中，對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件要求極其嚴(yán)格，一味地提高計(jì)算機(jī)的硬件性能會(huì)在很大程度上忽視硬件的安全性，因此，在提高計(jì)算機(jī)硬件性能的基礎(chǔ)上，應(yīng)更加側(cè)重于提高計(jì)算機(jī)安全性，使其不僅具有極其強(qiáng)大的性能，更具有極其強(qiáng)大的安全性能，不斷完善計(jì)算機(jī)的發(fā)展。

現(xiàn)階段，一些硬件設(shè)計(jì)依然沿用傳統(tǒng)的安全思維，導(dǎo)致硬件不能防護(hù)病毒以及不能避免竊取用戶(hù)信息的問(wèn)題。硬件設(shè)計(jì)如果不融入安全設(shè)計(jì)思維，那么在硬件的使用過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)一定的問(wèn)題，不能很好地維護(hù)用戶(hù)信息安全。安全思維則是建立在用戶(hù)信息上的設(shè)計(jì)思維，防止用戶(hù)在瀏覽網(wǎng)頁(yè)以及黑客入侵的情況下出現(xiàn)信息泄露問(wèn)題。為提高硬件的安全性能，要將安全設(shè)計(jì)思維融入設(shè)計(jì)，保障硬件設(shè)計(jì)具有更高的防護(hù)等級(jí)，防止信息泄露和黑客入侵。因此，將安全思維融入硬件設(shè)計(jì)是必然趨勢(shì)，也是未來(lái)計(jì)算機(jī)長(zhǎng)期發(fā)展中對(duì)硬件的必要要求[3]。

2.3 硬件安全技術(shù)創(chuàng)新

計(jì)算機(jī)硬件安全方面存在很多的漏洞需要填補(bǔ)，但是傳統(tǒng)方法只能解決簡(jiǎn)單的技術(shù)漏洞，抵御簡(jiǎn)單的病毒和部分黑客的入侵，信息泄露問(wèn)題仍然會(huì)出現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致一系列問(wèn)題的發(fā)生。因此，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)思維要及時(shí)更新，使之符合當(dāng)今信息時(shí)代的發(fā)展。

在硬件安全先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)方面，要結(jié)合多種硬件的安全技術(shù)設(shè)計(jì)思路綜合考慮，提出一條綜合性能良好、安全性能得到顯著提升的設(shè)計(jì)思路，因此，要結(jié)合各種品牌的硬件研發(fā)技術(shù)，拓展更加先進(jìn)的研發(fā)思維，保證硬件安全的技術(shù)能夠得到顯著突破。與此同時(shí)，需要引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)人才，在硬件研發(fā)上不斷創(chuàng)新，提出新方法、新舉措，硬件安全技術(shù)的創(chuàng)新需要大量的先進(jìn)人才付出更多的努力，以往傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思維已經(jīng)不適用于當(dāng)今時(shí)代的發(fā)展，需要更加先進(jìn)的思維，不斷創(chuàng)新，不斷進(jìn)步，這樣才能滿(mǎn)足新時(shí)代硬件發(fā)展的新要求。

對(duì)此，首先應(yīng)查找出現(xiàn)漏洞的原因，并進(jìn)行全面分析，需要先進(jìn)的人才進(jìn)行創(chuàng)新研究。信息泄露的原因非常復(fù)雜，很多因素都會(huì)導(dǎo)致信息泄露，因此，要對(duì)漏洞進(jìn)行全方位檢測(cè)，使用先進(jìn)技術(shù)、引進(jìn)先進(jìn)人才是硬件創(chuàng)新并提高安全性的主要方法。為改變傳統(tǒng)的硬件安全設(shè)計(jì)思維方法，需要培養(yǎng)出具有創(chuàng)新性的人才投入到安全技術(shù)創(chuàng)新中，促進(jìn)硬件安全技術(shù)得到快速發(fā)展和提高。

硬件在目前傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路上，不能滿(mǎn)足未來(lái)計(jì)算機(jī)的發(fā)展需求。為保障計(jì)算機(jī)使用的安全性，就會(huì)導(dǎo)致傳統(tǒng)的硬件研發(fā)技術(shù)停滯不前，因此，要加強(qiáng)硬件研發(fā)，不斷創(chuàng)新技術(shù)，在目前的基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)變和提高硬件設(shè)計(jì)創(chuàng)新思維，才能符合未來(lái)計(jì)算機(jī)的發(fā)展。硬件的安全性不僅取決于硬件本身的質(zhì)量，而且取決于設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思維及設(shè)計(jì)方法。因此，要不斷研發(fā)硬件制造材料，在此基礎(chǔ)上持續(xù)創(chuàng)新，并在提高硬件質(zhì)量的同時(shí)，改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法及研究方法，由此，才能提高硬件安全性，為硬件的長(zhǎng)期發(fā)展奠定基礎(chǔ)[4]。

2.4 培養(yǎng)人才，提高設(shè)計(jì)水平

硬件的安全性及硬件設(shè)計(jì)的根本動(dòng)力來(lái)源于人才，硬件生產(chǎn)的每個(gè)環(huán)節(jié)都融入了設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思路。因此，需要我國(guó)高等院校加大投入力度，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的研發(fā)力度，加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)，提高設(shè)計(jì)人員的技術(shù)水平，幫助他們培養(yǎng)和創(chuàng)新硬件安全設(shè)計(jì)的思路。

安全思維是從思維水平上進(jìn)行發(fā)展和研究的，因此，為了推動(dòng)高校加大人才培養(yǎng)力度，國(guó)家要及時(shí)出臺(tái)各種支持政策，以學(xué)科發(fā)展特點(diǎn)和學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)為基礎(chǔ)，通過(guò)各種創(chuàng)新性活動(dòng)，提高學(xué)生的思維高度，把學(xué)生培養(yǎng)成具有獨(dú)立思維、創(chuàng)新思維的人才，進(jìn)一步提高高校培養(yǎng)人才的質(zhì)量，提高計(jì)算機(jī)硬件安全水平。

與此同時(shí)，各計(jì)算機(jī)生產(chǎn)企業(yè)、研發(fā)機(jī)構(gòu)也應(yīng)提高設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思維，進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)硬件的安全性能。在招聘專(zhuān)業(yè)人才時(shí)，要注重創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念和思路，由企業(yè)舉辦專(zhuān)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，讓設(shè)計(jì)人員明確企業(yè)需要什么樣的人才、需要怎樣的硬件設(shè)計(jì)，確保符合未來(lái)計(jì)算機(jī)硬件安全性的設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，為計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做好人才資源儲(chǔ)備。

隨著科技的不斷創(chuàng)新，人才儲(chǔ)備量越來(lái)越大，但是高質(zhì)量人才相對(duì)來(lái)說(shuō)不能夠滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，研發(fā)機(jī)構(gòu)需要從各個(gè)高校以及社會(huì)上招聘高質(zhì)量人才。在這樣的情況下，加快解決計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)安全問(wèn)題，只有擁有充足的人才儲(chǔ)備，擁有更加強(qiáng)大的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，才能保證硬件安全設(shè)計(jì)思路不斷創(chuàng)新和進(jìn)步，從而有效解決計(jì)算機(jī)硬件安全問(wèn)題。

3 結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)硬件包括多個(gè)方面，硬件類(lèi)型比較復(fù)雜，包括內(nèi)部硬件以及外部硬件的輔助檢測(cè)，因此，硬件創(chuàng)新非常重要但極具難度。計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)與技術(shù)創(chuàng)新必須緊跟時(shí)代發(fā)展步伐，否則，信息泄露情況會(huì)變得越來(lái)越嚴(yán)重?；诖耍谔岣吆蛣?chuàng)新計(jì)算機(jī)硬件安全的研究道路上，不僅要加強(qiáng)計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)設(shè)計(jì)創(chuàng)新，而且培養(yǎng)大量的創(chuàng)新型人才投入到硬件設(shè)計(jì)中，通過(guò)硬件設(shè)計(jì)安全與軟件設(shè)計(jì)安全相結(jié)合，提高計(jì)算機(jī)的安全性能和運(yùn)行質(zhì)量，確保計(jì)算機(jī)硬件安全，推動(dòng)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)不斷創(chuàng)新發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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