增加 实体安全与硬件防护技术

实体安全与硬件防护技术实体安全（PhysicalSecurity）又叫物理安全，是保护计算机设备、设施（含网络）免遭地震、水灾、火灾、有害气体和其他环境事故（如电磁污染等）破坏的措施和过程。实体安全主要考虑的问题是环境、场地和设备的安全，及实体访问控制和应急处置计划等。实体安全技术主要是指对计算机及网络系统的环境、场地、设备和人员等采取的安全技术措施。硬件是组成计算机及其网络系统的基础。硬件防护，一方面指在计算机硬件上采取的安全防护措施；另一方面是指通过增加硬件而达到安全保密的措施。硬件防护是实体安全的一个重要组成部分。本章主要内容•实体安全技术概述•计算机房场地环境的安全防护•安全管理•电磁防护12341实体安全技术概述•实体安全与硬件防护的目的是保护计算机、网络服务器、打印机等硬件实体和通信设施免受自然灾害、人为失误、犯罪行为的破坏；验证用户的身份和使用权限，防止用户越权操作；确保系统有一个良好的电磁兼容工作环境；建立完备的安全管理制度，防止非法进入计算机控制室和各种偷窃、破坏活动的发生。目的是保护计算机及通信免遭水、火、有害气体和其他不利因素的损坏。1.1影响实体安全的主要因素•影响计算机网络实体安全的主要因素如下：–计算机及其网络系统自身存在的脆弱性因素。–各种自然灾害导致的安全问题。–由于人为的错误操作及各种计算机犯罪导致的安全问题。1.2实体安全的内容•环境安全：计算机网络通信系统的运行环境应按照国家有关标准设计实施，应具备消防报警、安全照明、不间断供电、温湿度控制系统和防盗报警,以保护系统免受水、火、有害气体、地震、静电的危害。•设备安全：包括防止电磁信息的泄漏、线路截获，以及抗电磁干扰。通信设备和通信线路的装置安装要稳固牢靠，具有一定对抗自然因素和人为因素破坏的能力。•存储媒体安全：包括存储媒体自身和数据的安全。存储媒体本身的安全主要是安全保管、防盗、防毁和防霉；数据安全是指防止数据被非法复制和非法销毁。•硬件防护：包括存储器保护和输入/输出通道控制。2计算机房场地环境的安全防护•计算机房场地的安全要求–为保证实体安全，应对计算机及其网络系统的实体访问进行控制，即对内部或外部人员出入工作场所（主机房、数据处理区和辅助区等）进行限制。根据工作需要，每个工作人员可进入的区域应予以规定，而各个区域应有明显的标记或派专人值守。–计算机房的设计应考虑减少无关人员进入机房的机会。同时，计算机房应避免靠近公共区域，避免窗户直接邻街，应机房在内辅助区域在外。在一个大的建筑内，计算机房最好不要建在较潮湿的底层，也应尽量避免建在顶层，因顶层有漏雨、穿窗而入的危险。在有多个办公室的楼层内，计算机机房应至少占据半层，或靠近一边。这样既便于防护，又利于发生火警时的撤离。–所有进出计算机房的人都必须通过管理人员控制的地点。2.1机房建筑和结构的安全要求•电梯和楼梯不能直接进入机房。•建筑物周围应有足够亮度的照明设施和防止非法进入的设施。•外部容易接近的进出口，如风道口、排风口、窗户、应急门等应有栅栏或监控措施，而周边应有物理屏障（隔墙、带刺铁丝网等）和监视报警系统，窗口应采取防范措施，必要时安装自动报警设备。•机房进出口须设置应急电话。•机房供电系统应将动力照明用电与计算机系统供电线路分开，机房及疏散通道应配备应急照明装置。•计算机中心周围100m内不能有危险建筑物。危险建筑物指易燃、易爆、有害气体等存放场所，如加油站、煤气站、天燃气煤气管道和散发有强烈腐蚀气体的设施、工厂等。•进出机房时要更衣、换鞋，机房的门窗在建造时应考虑封闭性能。•照明应达到规定标准。2.2设备防盗•早期的防盗，采取增加质量和胶粘的方法，即将设备长久固定或粘接在一个地点。虽然增加了安全性，但对于移动或调整位置十分不便。之后，又出现了将设备与固定底盘用锁连接，打开锁才可搬运设备的方法。现在某些便携机也采用机壳加锁扣的方法。•国外一家公司发明了一种光纤电缆保护设备。这种方法是将光纤电缆连接到每台重要的设备上，光束沿光纤传输，如果通道受阻，则报警。•一种更方便的防护措施类似于图书馆、超级市场使用的保护系统。每台重要的设备、每个重要存储媒体和硬件贴上特殊标签（如磁性标签），一旦被盗或未被授权携带外出，检测器就会发出报警信号。•视频监视系统是一种更为可靠的防护设备，能对系统运行的外围环境、操作环境实施监控（视）。2.3机房的三度要求•温度：计算机系统内有许多元器件，不仅发热量大而且对高温、低温敏感。机房温度一般应控制在18℃~22℃，即（20±2）℃。温度过低会导致硬盘无法启动，过高会使元器件性能发生变化，耐压降低，导致不能工作。总之，环境温度过高或过低都容易引起硬件损坏。统计数据表明：温度超过规定范围时，每升高10℃，机器可靠性下降25%。•湿度：机房内相对湿度过高会使电气部分绝缘性降低，会加速金属器件的腐蚀，引起绝缘性能下降，灰尘的导电性能增强，耐潮性能不良和器件失效的可能性增大；而相对湿度过低、过于干燥会导致计算机中某些器件龟裂，印刷电路板变形，特别是静电感应增加，使计算机内信息丢失、损坏芯片，对计算机带来严重危害。机房内的相对湿度一般控制在40%~60％为好，即（50±10）％。湿度控制与温度控制最好都与空调联系在一起，由空调系统集中控制。机房内应安装温、湿度显示仪，随时观察、监测。•洁净度：清洁度要求机房尘埃颗粒直径小于0.5µｍ，平均每升空气含尘量小于1万颗。灰尘会造成接插件的接触不良、发热元件的散热效率降低、绝缘破坏，甚至造成击穿；灰尘还会增加机械磨损，尤其对驱动器和盘片，灰尘不仅会使读出、写入信息出现错误，而且会划伤盘片，甚至损坏磁头。计算机及其外部设备是精密的设备，如磁头的缝隙、磁头与磁盘之间读／写时的间隙都非常小，一个小的尘埃相对这个间隙几乎是一座大山，如果灰尘吸附在磁盘、磁带机的读写头上，轻则发生数据读写错误，重则损坏磁头，划伤盘片，严重地影响计算机系统的正常工作。因此，计算机房必须有除尘、防尘的设备和措施，保持清洁卫生，以保证设备的正常工作。2.4防静电措施•静电是由物体间的相互磨擦、接触而产生的。静电产生后，由于它不能泄放而保留在物体内，产生很高的电位（能量不大），而静电放电时发生火花，造成火灾或损坏芯片。计算机信息系统的各个关键电路，诸如CPU、ROM、RAM等大都采用MOS工艺的大规模集成电路，对静电极为敏感，容易因静电而损坏。这种损坏可能是不知不觉造成的。•机房内一般应采用乙烯材料装修，避免使用挂毯、地毯等吸尘、容易产生静电的材料。为了防静电机房一般安装防静电地板，并将地板和设备接地以便将物体积聚的静电迅速排泄到大地。机房内的专用工作台或重要的操作台应有接地平板。此外，工作人员的服装和鞋最好用低阻值的材料制作，机房内应保持一定湿度，在北方干燥季节应适当加湿，以免因干燥而产生静电。2.5电源•电源是计算机网络系统正常工作的重要因素。供电设备容量应有一定的富裕量，所提供的功率一般应是全部设备负载的125％。计算机房设备最好是采取专线供电，应与其他电感设备（如马达），以及空调、照明、动力等分开；至少应从变压器单独输出一路给计算机使用。•为保证设备用电质量和用电安全，电源应至少有两路供电，并应有自动转换开关，当一路供电有问题时，可迅速切换到备用线路供电。应安装备用电源，如长时间不间断电源（UPS），停电后可供电8小时或更长时间。关键的设备应有备用发电机组和应急电源。同时为防止、限制瞬态过压和引导浪涌电流，应配备电涌保护器（过压保护器）。为防止保护器的老化、寿命终止或雷击时造成的短路，在电涌保护器的前端应有诸如熔断器等过电流保护装置。2.6接地与防雷•计算机系统和工作场所的接地与防雷是非常重要的安全措施。接地是指系统中各处电位均以大地为参考点，地为零电位。接地可以为计算机系统的数字电路提供一个稳定的低电位（0V），可以保证设备和人身的安全，同时也是避免电磁信息泄漏必不可少的措施。•机房的外部防雷应使用接闪器、引下线和接地装置，吸引雷电流，并为其泄放提供一条低阻值通道。•机器设备应有专用地线，机房本身有避雷设施，设备(包括通信设备和电源设备)有防雷击的技术设施，机房的内部防雷主要采取屏蔽、等电位连接、合理布线或防闪器、过电压保护等技术措施以及拦截、屏蔽、均压、分流、接地等方法，达到防雷的目的。机房的设备本身也应有避雷装置和设施。地线种类•保护地：保护地一般是为大电流泄放而接地。我国规定，机房内保护地的接地电阻≤4Ω。保护地在插头上有专门的一条芯线，由电缆线连接到设备外壳，插座上对应的芯线（地）引出与大地相连。保护地线应连接可靠，一般不用焊接，而采用机械压紧连接。地线导线应足够粗，至少应为4号AWG铜线，或为金属带线。计算机系统内的所有电气设备，包括辅助设备，外壳均应接地。•直流地：又称逻辑地，是计算机系统的逻辑参考地，即计算机中数字电路的低电位参考地。直流地的接地电阻一般要求≤2Ω。•屏蔽地：为避免信息处理设备的电磁干扰，防止电磁信息泄漏，重要的设备和重要的机房要采取屏蔽措施，即用金属体来屏蔽设备和整个机房。一般屏蔽地的接地电阻要求≤4Ω。•静电地：为避免静电的影响，除采取管理方面的措施，如测试人体静电、接触设备前先触摸地线、泄放电荷、保持室内一定的温度和湿度等，还应采取防静电地板等措施。即将地板金属基体与地线相连，以使设备运行中产生的静电随时泄放掉。•雷击地：雷电具有很大的能量，雷击产生的瞬态电压可高达10MV以上。单独建设的机房或机房所在的建筑物，必须设置专门的雷击保护地（简称雷击地），以防雷击产生的设备和人身事故。应将具有良好导电性能和一定机械强度的避雷针，安置在建筑物的最高处，引下导线接到地网或地桩上，形成一条最短的、牢固的对地通路，即雷击地线。接地系统•各自独立的接地系统：在实际工程中很难做到。•交、直流分开的接地系统：在国内一些大型计算中心建设中曾采用过，而一般微机机房很少采用。•共地接地系统：共地接地系统的出发点是除雷击地外，另建一个接地体。计算机系统的直流地、保护地、屏蔽地等在机房内单独接到各自的接地母线，自成系统，再分别接到室外的接地体上。国外已推广到小型机房。•直流地、保护地共用地线系统：直流地和保护地共用接地体，屏蔽地、交流地、雷击地单独埋设。这种接地方式在国内外均有广泛应用。•建筑物内共地系统：高层建筑目前基础施工都是先打桩，整栋建筑从下到上都有钢筋基础。由于这些钢筋基础很多，且连成一体，深入到地下漏水层，同时各楼层钢筋均与地下钢筋相连，作为地线地阻很小（经实际测量可小于0.2Ω）。由于地阻很小，可将计算机房及各种设备的地线共用建筑地，从理论上讲不会产生相互干扰，从实际应用看也是可行的。它具有投资少、占地少、阻值稳定等特点，符合城市建筑的发展趋势。接地体•接地体的埋设是接地系统好坏的关键。通常采用的接地体有：–地桩–水平栅网–金属板–建筑物基础钢筋等。2.7计算机场地的防火、防水措施•隔离：建筑内的计算机房四周应设计一个隔离带，以使外部的火灾至少可隔离一个小时。•机房内应有排水装置，机房上部应有防水层，下部应有防漏层，以避免渗水、漏水现象。•火灾报警系统：分为烟报警和温度报警两种类型。为安全起见，机房应配备多种火灾自动报警系统，并保证在断电后24小时之内仍发出警报。报警器为音响或灯光报警，一般安放在值班室或人员集中处，以便工作人员及时发现并向消防部门报告，组织人员疏散等。•灭火设施：–灭火器–灭火工具及辅助设备。如千斤顶、铁锨、镐、榔头、应急灯等。•管理措施3安全管理3.1安全管理的隐患•有权账号管理混乱•系统缺乏分级管理•FTP带来的隐患•CGI(CommonGatewayInterface通用网关界面）接口程序弊病3.2安全管理的原则与工作规范•多人负责原则：每一项与安全有关的活动，都必须有两人或多人在场。•任期有限原则：一般地讲，任何人最好不要长期担任与安全有关的职务，以免使他认为这个职务是专有的或永久性的。为遵循任期有限原则，工作人员应不定期地循环任职，强制实行休假制度，并规定对工作人员进行轮流培训，以使任