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安全检测与 IoT/硬件防护

頻出约 44 分钟7 个术语过去问 17 题

本单元目标

  • 能够说明数字水印嵌入信息的目的,以及区块链让记录难以被篡改的原理。
  • 能够按照实施时机和目的,区分数字取证(事后保全证据)与渗透测试(事前检查能否入侵)。
  • 能够说明保护 IoT(物联网)设备的防篡改性,以及提升防篡改性的 TPM 和在启动时发挥作用的安全启动各自的作用。
术语总表(7 个)
术语一句话类型何时起作用
電子透かし以不显眼的方式在内容中嵌入权利人等信息的技术技术(嵌入信息)发布前嵌入,事后读取
デジタルフォレンジックス在事件发生后收集、保全并分析电子证据的技术与程序技术(事后调查)安全事件发生后
ペネトレーションテスト用与攻击者相同的手法尝试入侵、找出弱点的检查技术(事前检查)遭受攻击之前
ブロックチェーン用由前一个区块算出的值把记录串联起来、由众多计算机共享的账本技术(记录的串联)每次追加记录时
耐タンパ性保护设备内的密钥和数据不被撬开或解析的性质性质设备落入他人之手时
セキュアブート确认要启动的软件的签名,只运行合法软件的机制技术(启动时验证)接通电源时
TPM在内部保管加密密钥并执行加密处理的安全芯片部件(芯片)每次加密、解密时

术语

数字水印(電子透かし)是一种在图像、音频、视频等数字内容中,几乎不改变观感和听感地嵌入著作权人或识别编号等信息的技术。

  1. 原始照片
  2. 嵌入权利人编号
  3. 被复制并流传
  4. 用专用软件读出编号

从发现的照片中读出编号,确认这是谁的照片。

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嵌入的信息在复制出的数据中依然保留,因此发现未经许可的使用时,可以借此追查权利人或泄露源头。与加密不同,任何人都能照常查看或收听这些数据。

类比就像缝在衣服内侧的名牌,平时看不到,但一查就知道主人是谁。

记法英文是 watermark(water+mark),原指趁纸张还湿时压出的印记;数字水印就是把这种印记搬进了数据里。

考点

  • 常考数字水印以一眼看不出变化的方式嵌入信息,并不是把透明可见的图像叠加显示在内容上。
  • 易混让用户确认程序的发布者是真实的、且内容在途中未被改写的机制是代码签名(コード署名),而不是数字水印。

该术语的过去问 1 题 電子透かし

デジタルフォレンジックス数字取证

在术语表中打开 デジタルフォレンジックス

数字取证(デジタルフォレンジックス)是在非法访问、信息泄露等事件发生后,把计算机中残留的记录作为证据收集、保全并加以分析的技术和程序的总称。

  1. 发生安全事件
  2. 收集设备和日志
  3. 制作副本,保全原件
  4. 分析副本并报告

检查副本,查明发生了什么,并整理成可以提交给法庭等场合的形式。

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如果无法证明收集到的数据在过程中未被改写,就很难在法庭等场合被认可为证据。因此,基本做法是原件原样保管,调查时使用副本。

类比相当于数字版的现场勘查:鉴识人员戴着手套收集证据以免抹掉指纹,再带回去检验。

记法forensic 在英语中意为“法庭的”,与法医学(forensic medicine)是同一个词。可以记作“处理要提交给法庭的证据”。

考点

  • 常考其目的是收集可在犯罪或法律纠纷中作为证据的数据,并使其保持未被改动的状态。
  • 常考在出现犯罪嫌疑的阶段收集并调查记录、弄清其能否成为法庭上站得住的证据,这一整套技术统称为数字取证。
  • 易混攻击自家系统来寻找弱点的是渗透测试。数字取证则是事件发生之后的调查。

该术语的过去问 2 题 デジタルフォレンジックス

ペネトレーションテスト渗透测试

在术语表中打开 ペネトレーションテスト

渗透测试(ペネトレーションテスト)是用与攻击者相同的手法实际尝试入侵系统,确认是否还残留可被突破的安全弱点的检查。

它不同于只阅读设计文档或配置的检查,而是用真实的攻击手法确认防御能否被攻破。这种测试在取得系统所有者许可的前提下进行,目的是在遭受攻击之前发现并修补弱点。

类比请防盗专家真的试着潜入你家,帮你找出锁得不严的窗户。

记法penetrate 意为“穿透、进入”。日语里也叫 侵入テスト(入侵测试)。

考点

  • 常考渗透测试是通过发动攻击、尝试入侵来发现弱点的检查,与施加高负载的测试、调查变更影响的测试不同。
  • 常考从互联网实施时,能发现的是从外部进入公开服务器的路径这类经由网络的弱点。内部人员的不正当行为或物理入侵路径,仅靠经由网络的测试是发现不了的。

该术语的过去问 1 题 ペネトレーションテスト

「数字取证」与「渗透测试」的区别

比较点数字取证渗透测试
关键实施时机安全事件发生之后遭受攻击之前
目的查明发生了什么,并留存证据找出弱点并修补
做什么收集并保全设备和日志,分析副本在获得许可后尝试入侵系统

区块链(ブロックチェーン)是把汇总了交易记录的“区块”连同由前一个区块内容算出的值(散列值)像链条一样串联起来,并由众多计算机共享这本账本的技术。

  1. 区块1(交易记录)
  2. 区块2(由区块1算出的值+交易记录)
  3. 区块3(由区块2算出的值+交易记录)

区块3 同样持有由区块2 算出的值,链条就这样依次延伸。

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一旦改写过去的区块,它的散列值就会变化,与后面区块所持有的值对不上。再加上还会与持有同一账本的众多参与者的记录产生矛盾,因此很难在不被察觉的情况下篡改。区块链最初是作为加密资产的基础技术而诞生的,如今也用于管理其他交易记录。

类比就像全班每人都持有同一本收支账,每页末尾都抄上前一页的合计。哪怕有人改了以前的某页,也会和下一页或别人的账本对不上,马上露馅。

记法顾名思义,就是用 chain(链)把 block(块)串起来。链条上的每一环就是散列值。

考点

  • 常考每个区块都放入前一个区块的散列值并相互串联,因此很难在不产生矛盾的情况下改写记录。
  • 常考它是由许多计算机共同持有同一账本、各自确认内容正确性的分布式账本,也是加密资产的基础。
  • 常考其中使用的散列函数对相同的输入总是输出相同的值,且无法从该值还原出原始数据。

该术语的过去问 3 题 ブロックチェーン

防篡改性(耐タンパ性)是指能够抵御通过拆开设备、测量信号等手段读取或改写内部密钥和数据之类攻击的性质。

  • 提升防篡改性的措施(示例)
    • 硬件方面的措施
      • 把密钥封存在安全芯片内部
      • 一旦打开外壳就清除存储内容
    • 软件方面的措施
      • 把程序转换成难以读懂的形式(混淆)

所谓篡改(tamper),是指擅自对设备动手脚,窥探或摆弄其内部。IoT(物联网)设备被放置在人手可及的地方,还可能被盗,因此要求即使落到他人手中被解析,秘密也不易泄露。

类比一种保险箱:硬撬的话,里面的文件就会变得无法阅读。

记法tamper 在英语中意为“擅自摆弄”。与食品的“防拆封包装”(tamper-evident,一旦打开就会留下痕迹)用的是同一个词。

考点

  • 常考硬件等内部数据难以被从外部破解、篡改或取出的性质就是防篡改性,它与可用性、可靠性是不同的概念。
  • 常考提升防篡改性的措施示例,包括用内置密钥的安全芯片加密数据,以及对内置软件进行混淆。
  • 易混通信线路的加密和软件更新,是针对窃听或已知漏洞的对策,并不能让设备在他人手中更难被解析。

该术语的过去问 2 题 耐タンパ性

セキュアブート安全启动

在术语表中打开 セキュアブート

安全启动(セキュアブート)是在设备启动时对操作系统和固件验证数字签名、只运行经确认合法的软件的技术。

  1. 接通电源
  2. 验证固件的签名
  3. 验证操作系统的签名
  4. 验证通过即启动

签名合法就继续启动,不符则在此停止。

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数字签名是用只有作者持有的密钥附加的标记,可以确认作者是否真实、内容是否被改写。被篡改的程序一旦在启动过程中混入,之后才运行的安全软件很难发现它,所以要在启动阶段就拦住。IoT(物联网)设备也用它来防止软件被篡改。

类比就像大楼入口的前台逐一核对工牌,只放真正的员工进去。

记法boot 源自 bootstrap(靴子后跟的提带),指从接通电源到操作系统启动完毕的过程。让这一过程变得 secure(安全),就是安全启动。

考点

  • 常考安全启动在启动时验证数字签名,只运行合法的软件。它不同于单纯指重新启动的 reboot(重启,リブート)。
  • 易混从规划、设计阶段就把安全性融入其中的理念是安全内建(Security by Design,セキュリティバイデザイン)。不要把它与启动时的验证技术——安全启动混淆。

该术语的过去问 2 题 セキュアブート

TPMTPM(可信平台模块)

在术语表中打开 TPM

TPM(可信平台模块,Trusted Platform Module)是装在 PC(个人计算机)或 IoT(物联网)设备上的安全芯片,在内部存储加密所用的密钥,并在芯片内完成加密处理。

密钥不离开芯片就能完成处理,芯片本身也被设计得难以从外部读取内容,因此比用软件保存密钥更不容易被盗。例如,它被用于保护全磁盘加密的密钥。

类比就像把重要的印章寄存在银行保险库里,盖章也只请人在金库里完成。印章本身从不被拿出来。

记法Trusted Platform Module=装在设备(Platform)上、作为信任(Trusted)基础的部件。常被称为“TPM 芯片”。

考点

  • 常考TPM(可信平台模块)是在内部存储数据加密用的密钥、难以从外部取出其中内容的安全芯片。
  • 易混TLS 是加密通信线路的协议,GPU(图形处理器)是用于图像处理的处理器,二者都不是保管密钥的芯片。

该术语的过去问 1 题 TPM

「防篡改性」与「TPM(可信平台模块)」的区别

比较点防篡改性TPM(可信平台模块)
关键指什么设备具备的性质具体的部件(芯片)
关系想要提升的目标提升防篡改性的手段之一
保护对象设备内的密钥和数据整体主要是加密用的密钥

要点

  • 数字水印是在不改变外观的情况下嵌入信息的技术,与用于确认软件是否被篡改的代码签名目的不同。
  • 数字取证在事件发生后收集、保全并分析证据,渗透测试则在事前尝试入侵以寻找弱点。
  • 区块链通过前一个区块的散列值相互串联,并由众多计算机共享,因此难以篡改。
  • 防篡改性是设备内部不易被解析的性质,内置密钥的 TPM 是提升它的手段之一。
  • 安全启动在启动时验证签名,只运行合法的软件。

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