牛昭峰 渠寧寧 于聰聰

【摘要】隨著信息技術(shù)的發(fā)展，個人計算機的使用越來越廣泛，計算機中存儲的大量數(shù)據(jù)的安全問題日益凸顯出來。本文從設置開機密碼、遠程數(shù)據(jù)刪除或轉(zhuǎn)移、計算機定位等幾方面安全措施來探討如利用手機來加強個人計算機防盜以保證計算機數(shù)據(jù)的安全性。

【關(guān)鍵詞】計算機防盜;開機密碼;計算機定位;數(shù)據(jù)安全

1.引言

隨著網(wǎng)絡及電子產(chǎn)品的迅速發(fā)展，個人計算機在人們的生活工作中的使用越來越普及。通常個人計算機中存儲的諸如照片、視頻、工作文檔等重要資料，一旦受到破壞，很難恢復，甚至有些是毀滅性的破壞。對于個人計算機中的海量重要數(shù)據(jù)，除了常做備份外，還要有其他更高層次的安全措施。本文將從設置開機密碼、云存儲、遠程數(shù)據(jù)刪除、計算機定位等幾個方面來探計如何利用手機來保證個人計算機中數(shù)據(jù)的安全。

2.手機控制開機密碼

要保證個人計算機中的數(shù)據(jù)安全，首先最外層防御措施-設置開機密碼一定要有。然后將手機與計算機連接，通過手機來控制計算機的密碼設置及使用。這樣就能保證用戶和計算機在異地時計算機中數(shù)據(jù)的安全。

2.1 設置開機密碼

計算機開機密碼一般分為三種方式，即系統(tǒng)用戶密碼、系統(tǒng)啟動密碼和BIOS密碼。三種密碼中以系統(tǒng)啟動密碼的安全性最高，用戶密碼其次，BIOS密碼的安全性最低。BIOS密碼可以通過將主板上的電池取下而消除，用戶密碼在網(wǎng)上也可以找到很多破解方法，但啟動密碼還很難找到破解方法。系統(tǒng)啟動密碼在開機時先于“用戶密碼”顯示，而且還可以生成鑰匙盤。因此本文主要對系統(tǒng)啟動密碼的設置進行研究。

系統(tǒng)啟動密碼的編碼主要采用DES算法。早期的DES對窮舉攻擊的抵御力不足。為了解決這個問題，人們又設計了一些替代算法，其中基于DES的3DES方案得到了較為廣泛的應用。3DES充分利用現(xiàn)有的資源，并且在很大程度上解決了DES對窮舉攻擊抵御不足的問題。3DES具有兩種加密方式，即兩密鑰加密方式和三密鑰加密方式。三密鑰加密就是使用三個密鑰對明文進行加密，這種方式雖然可以較好地提高算法抵御窮舉攻擊的能力，但是總共168bit的密鑰長度，有些過長，所以保密級別較高的時候，才使用這種方式。因此，本文選用兩密鑰加密方式，這種方式采用了“加密—解密—加密”的序列，公式如下所示。

目前還沒有切實可行的方式可以來攻擊3DES，其窮舉式密鑰搜索攻擊的代價為2112，這個數(shù)量級的計算復雜度可以提供足夠的安全保障[1]。

2.2 密碼關(guān)聯(lián)到手機

開機密碼設置好以后，要將密碼關(guān)聯(lián)到手機。

定理：假設密碼體制（p，e，k，ε，D）滿足|k|=|e|=|p|，那么這個密碼體制是完善保密的，當且僅當每個密鑰被使用的概率都是1/|k|，并且對于任意的x∈p，y∈e，存在唯一的密鑰K使得。

該定理說明“一次一密”提供完善保密性[2]。因此，根據(jù)手機的設置要求，需將密碼設置成一次一密，即：

假設n≥1是正整數(shù)，。對于，定義為K和x的模2的向量和（或者說兩個相關(guān)比特串的異域）。因此，如果x=（）并且K=（），則：

解密和加密是一樣的。如果，則：

設置好系統(tǒng)啟動密碼后，下一步實現(xiàn)計算機和手機能夠自動進行通信。綜合各方面因素，選用單工通信實現(xiàn)[3]。最后一步是密碼的相互認證，通常通過“挑戰(zhàn)—相應”的方式進行。具體做法是，當計算機發(fā)送一個稱為“挑戰(zhàn)值”的信息給手機時，手機利用其掌握的密鑰和相關(guān)算法，對該挑戰(zhàn)值進行對稱算法加密，然后將所得的密文回送給計算機。計算機再利用其掌握的密鑰解密，解密后的結(jié)果如果與挑戰(zhàn)值一致，則表明手機擁有密鑰，對手機的認證通過。手機通過同樣的方式對計算機進行認證。認證完以后方可對計算機進行開機、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)刪除等操作。

3.傳輸數(shù)據(jù)

云技術(shù)逐漸趨于成熟，其安全性越來越高、存儲容量越來越大，得到了廣泛的應用，如微軟推出云服務平臺——Windows Azure，蘋果發(fā)布的iCloud云服務等等。本文中采用將個人計算機中的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳送到具有大數(shù)據(jù)處理能力的云端，這樣當個人計算機中的數(shù)據(jù)被盜或毀壞時，就能從云端恢復數(shù)據(jù)，如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)傳輸基本流程圖

對于數(shù)據(jù)的傳輸方式，可以采用子樹傳輸方式，即用到子樹分割算法[4]，優(yōu)先傳輸匹配關(guān)鍵字查詢的分割子樹，而為匹配關(guān)鍵字查詢的分割子樹最后傳輸，從而提高傳輸速率。當數(shù)據(jù)保存好時，就可以及時傳輸?shù)皆贫?。在兩個異構(gòu)云之間傳輸數(shù)據(jù)時，先連接網(wǎng)絡，采用client/server模式，應用子樹分割，信道監(jiān)聽等功能，最后server啟動一個進程去處理關(guān)鍵字并將分割的子樹有選擇的進行傳輸[4]。在數(shù)據(jù)傳輸時采用DES對稱加密算法，以保證數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡傳輸及存儲到數(shù)據(jù)庫的安全[5]。

4.數(shù)據(jù)刪除

基于硬件，當硬盤被拆卸安裝到別的設備上時，可按預先設置，手機遠程將計算機數(shù)據(jù)進行控制并刪除。

預先將手機和計算機進行軟件安裝并設置。在單工通信的方式下，手機可遠程激活計算機中的程序，將控制并刪除計算機中的數(shù)據(jù)。包含CleanDiskSecurity的清理硬盤中未使用空間和結(jié)合刪除及清理文件的動作，直接將文件“化為烏有”的功能;采用重復刪除技術(shù)進行目錄層級哈希樹和數(shù)據(jù)塊的消重[6]，采取優(yōu)化策略、改進技術(shù)等方面不同程度的刪除數(shù)據(jù)。

如果是磁盤是NTFS文件系統(tǒng)[7]，通過手機控制采用直接訪問NTFS的主文件列表找到文件具體存儲的位置，并解碼二進制文件，從而徹底清除文件，同時操作系統(tǒng)直接對扇區(qū)進行清除，避免了數(shù)據(jù)恢復的可能性。如果是AT32文件系統(tǒng)，被處理后文件內(nèi)容已經(jīng)沒有，但文件名還可恢復出來。

5.計算機定位

目前的衛(wèi)星定位最普遍使用的是美國的GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)。GPS系統(tǒng)主要由三大部分組成，即空間星座部分、地面監(jiān)控部分和用戶設備部分。其中，空間星座部分和地面監(jiān)控部分是進行定位的基礎(chǔ)，用戶只有通過用戶設備，才能實現(xiàn)GPS定位的目的。

需要實現(xiàn)的是用戶設備部分，用戶設備部分包括接收并觀測衛(wèi)星信號、記錄和處理數(shù)據(jù)、提供導航定位信息[8]，即通過接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號，以獲得必要的定位信息及參數(shù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，完成定位工作。

基于手機控制以確定計算機位置信息，首先需要在計算機內(nèi)部安裝GPS模塊，即用戶設備部分，包括GPS接收機硬件、數(shù)據(jù)處理軟件、微處理機和終端設備。其中，GPS信號接收機的接收單元主要由信號通道單元、存儲單元、計算和顯示控制單元、電源等部分組成。

通過GPS模塊實現(xiàn)計算機定位，采用GPS相對定位。相對定位的基本原理是利用兩臺GPS接收機，分別安置在基線的兩端同步觀測相同的GPS衛(wèi)星，以確定基線端點在協(xié)議地球坐標系中的相對位置或基線向量[9]，是目前GPS定位精度最高的一種定位方法。

其次，分別在計算機和手機內(nèi)安裝移動通信模塊的終端，通過移動通信模塊將計算機的定位數(shù)據(jù)傳至Internet的服務器上，從而實現(xiàn)手機查詢計算機終端位置。如圖2所示。

圖2 基于手機的計算機定位實現(xiàn)原理

在GPS定位過程中存在誤差是一定的，誤差的主要來源有三類：與信號傳播有關(guān)的誤差、與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差、與接收機和參考系有關(guān)的誤差[2]?？梢圆扇∫幌盗蟹椒ㄟM行改進，如通過對衛(wèi)星時鐘運行狀態(tài)的連續(xù)監(jiān)測以實現(xiàn)對衛(wèi)星鐘差的調(diào)整，最終使定位誤差小于10米。

6.結(jié)束語

數(shù)據(jù)在信息時代占據(jù)重要地位，因此，數(shù)據(jù)安全的保證不可或缺。 本文通過設置開機密碼、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移或刪除、計算機定位等方面加強個人計算機的數(shù)據(jù)安全，可以提高數(shù)據(jù)安全的可靠性，通過基于手機的方式能夠提高功能實現(xiàn)的方便性和高效性。

參考文獻

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