计算机系统信息泄漏分析及其防泄漏研究

李鸣雷

北京字跳网络技术有限公司，北京 100190

0 引言

针对计算机信息泄露的处理方法多种多样，本文研究的计算机信息泄露方法为——对计算机中存储的信息和数据进行整理过程中采用扩展频谱通信与混沌加密算法，保留或能够复原初始数据的正确率，可以在压缩编码后达到信息的隐匿处理，防止计算机内重要个人信息的泄露，有效对内部数据进行操控。将该种混沌加密算法应用在多个行业中，有效保护行业机密消息，避免信息泄露造成严重的经济损失，该算法的可行性较强，实用性较高。

1 关于算机信息泄漏风险缘由及信息泄露的安全防护现状

1.1 计算机系统信息泄露风险增加的原因

在现代社会发展和日常生活中，计算机设备、互联网已成为必备的工具，在多个领域中得到广泛使用。计算机与互联网创造了多种多样的生活方式，为各个行业带来发展机遇，促进社会经济建设，但计算机内部的信息泄露而引发的安全问题同样迫在眉睫。目前常用的防止信息泄露的传输方法有：信息保密、人脸识别、密码锁定等，但同样，获得计算机加密信息的手段也有多种：利用对计算机带电电缆由电磁破发出电磁能量，将不断扩散的电磁能量捕获来获取其中存在的信息数据，并对信息数据进行整理还原，达到截取加密信息的目的。现代计算机设备的处理速度及计算机屏幕颜色与显示进行优化，尤其计算机显示器的图像解像度、显示解像度也有了较高的等级提升，计算机整体显示尺寸相比初代计算机进行调整，互联网的信息传输速率提升、信息单次上传量不断扩大，由于上述内容中的优化升级，致使计算机性能得到质的提高，同时计算机潜在的信息泄露风险、使用安全风险增加，因此多数用户面临机密信息的泄露，将造成严重的经济损失。此外，计算机接收信号的电磁波接收器的灵敏度较高，且电磁波接收质量不断提高，在计算机中接收电磁波信号同样存在安全隐患，有待解决。

1.2 计算机系统信息泄露的防护现状

在计算机系统的信息防泄漏安全系统中，目前计算机采取的非法入侵行为的拦截程序是由屏蔽骚扰信息的技术上演变而来，之后对重要的信息获取通道进行加密，然后对其中想获取信息通道的高危信息源进行拦截或采取措施来防止信息的泄露。例如针对计算机主要的机体部分及显示器进行传输的数字视频接口电线电缆，由于数字视频接口线的长度和传输电磁波波长存在紧密联系，数字视频接口电线电缆以串联的方式连接，那么从该处获取信息的概率将增加，因而数字视频接口电线电缆也是防止信息泄露的重点监护对象。西安电子科技大学对数字视频接口电线进行信息加密处理，在该处加入可编程们排列信息处理的印制电路板，可以对数字视频接口电线的信息传输进行信息重置或打乱顺序，使其频率谱密度频宽进行扩展，使得想要获取用户加密信息的信号接收器无法获得有效信息。我国现在已对视频播放在信息泄露防护方面进行研究，在防止计算机信息泄露、视频播放泄露信息等方面取得较好的研究成果，对于视频图形列阵接口的防止信息泄露的防护技术的应用成果较好，一般采取屏蔽截取信息的信号接收器或将信号中特定波段频率滤除等技术来对重要的信息或音频视频进行防护，避免信息被截取。对于近年来使用较为频繁的数字视频接口，也进行了信息重置、信息顺序置换等基于“DSS”技术进行处理的信息防护手段，同样拥有良好的信息安全防护作用。

2 计算机网络信息泄密的原因分析

2.1 网络泄密途径

计算机彻底改变了人类的生存方式与工作方式，为社会经济建设提供动力，创造了较高的实用价值，而计算机网络的广泛应用是标志着当今计算机领域科技研究成果成熟的标志，具有重要的实践意义。但必须重视的是，由于互联网具有开放式的特征，计算机网络结构中的大数据也具有资源共享的特征，因此计算机主机和终端用户以及用户和终端用户之间都可以利用互联网来进行信息传递，就会形成大量的信息泄密漏洞，给犯罪分子提供犯罪机会。

使用者在进入计算机的过程中主要使用口令标识，但是由于现代计算机的迅速发展，这种口令标识已无法实现对计算机的保密，因此不法分子才能够利用各种技术手段来窃取并使用口令，从而入侵计算机，进行加密信息的拦截。

当计算机系统在接入互联网后，微波线路与载波网络就构成了整个计算机网络的主要数据传输道路，这也就更加扩大了计算机的信息泄密渠道，而计算机网络连接的面积越大，所要求的数据传输线路也就相对增多，而信息的传递区域与传输范围也就越广，这就对信息传播的安全提出了巨大的挑战，甚至有些不法分子利用网络的多个分支通道中的一个通道，或某个环节就能够截取整个计算机网络传输的信息，进而盗取互联网中存储的加密信息，从而进行信息的还原。

当前，很多计算机网络公司在传送信息时都会使用非屏蔽网线，但是在信息传送的进程中或许会泄漏一定量的电磁，此时非屏蔽网线就可看成电磁收发信号装置，在泄漏的电磁中会携带一定量的信息，但是如果没采取有必要的保护措施，会导致不法分子使用接收装置也能够实现对携带信息的拦截，并将信息的加密内容进行解读。

2.2 媒介泄密途径

计算机信息系统中的安全资料大多存储在存储器中，主要包括了内存储器和外存储器二类，如果一些秘密资料存放在内存储器中，则可以利用计算机的电磁波传递电磁能量和互联网连接从而造成信息泄漏，但同样在应用过程中，将大量的资料放置在外存储器中也可以造成计算机信息系统安全资料被修改或者拷贝，比如硬盘、磁带等，而这种外存储器即便经过消除磁力的操作，还是可以利用一定的科技方法来获得信息。在计算机发生问题需要修复的时候，若没有可以及时处理电脑硬盘的信息，或者没有安全意识不加以维护管理，那么就会给非法人士以可趁之机，进而导致隐私资料外泄。

2.3 辐射泄密途径

使用计算机过程中，电磁波照射也是不可避免的，屏幕、电缆线路的连接、主控装置，还有印刷机等输入输出装置均可以形成电磁波照射。在工作的过程中，由于依赖于高频脉冲电路，这样就必然导致计算机内部的此次改变，进而形成大量电磁波的传播。电磁波在传播的整个过程中也会传递部分计算机讯息，因此有些非法分子利用电磁波接收装置可以直接接收电磁波，以便于破解在电磁波上传递的信息数据，进而窃取了相关机密。国外的有关资料表明，电磁波的发射距离可以到达一公里以外，也就是说不法分子距离计算机一公里以外都能够通过电磁波接收装置来接收和还原电脑终端的信号。

但在开阔地区，使用监听装置就可以从100m以外接收到电磁波传递电磁能量的信息，这就给计算机安全带来了极大的负面影响。电磁波辐射类型通常包括以下两类。第一种是辐射的频率范围通常在十兆赫兹至一千兆赫兹之间，使用此频率范围的接收器也可以对发出电磁能量的电磁波进行接收，但此类电磁波中所传递的信息获取流程则较为复杂。第二种是视频电磁波，主要指的是计算机屏幕因断电终止运行的阴极射线管所发出的电磁波，相比上一种电磁波而言，视频电磁波的传播频段相对较低，通常都在兆赫兹以内，属于有效传播距离范围，因此不需使用同类型计算机或一般的电视机就可以收到这种电磁波，而且对于传递在视频电磁波上的计算机和互联网数据获取也比较方便，是当前不法分子使用的新型窃密手段。

2.4 人为泄密途径

计算机系统的主要运行单位通常是使用的个人，对部分涉密计算机系统而言，则属于工作人员，但因为工作人员的行为或个人原因也可以造成泄密，具体包括了如下三种的泄密情形。

（1）在使用的过程中并不知道电磁波传递电磁能量会造成机密数据泄漏，在使用的过程中也不会采取相应的保密保护措施，从而因此造成了机密数据泄漏，而另外一个原因就是工作人员并不了解被删除数据的存储系统可能会导致泄密，从而导致了存储器在使用的过程中导致泄密。

（2）是在使用计算机的过程中未能根据相应规定加以使用，又或者缺少有效的管理措施而造成泄密，比如在检修前未对计算机进行消除磁力的操作都会致使信息泄露。计算机系统的管理人员未能按照操作计算机的规章制度进行系统安全检测，操作流程掌握不够全面，导致计算机系统存在信息泄露。若计算机的硬件存在故障，在检修过程中需要对硬件进行加密保护，且在维修过程中未能派遣管理人员对计算机的维修操作进行监督，在这一过程中给维修人员提供了截取信息数据的机会。

（3）是计算机工作人员出于利益得到机房钥匙，故意盗取机密信息和机密文件，并通过工作之便给不法分子创造进入计算机机房或入侵计算机系统的机会致使信息泄露。此外，还可能由于外国潜入我国的间谍通过金钱利益、引诱或一些手段得到进入计算机系统的机会，若收买计算机管理人员，那么计算机系统中的数据信息的加密将被视若无睹，直接获取了破解计算机加密的内容，进而入侵计算机系统，盗取对我国不利的信息或重要数据，造成信息泄露和重大经济损失。

2.5 存储介质的信息泄露

计算机系统通过使用硬件对产生的数据信息进行保存，其中还会以加密形式存储大量信息，加密信息可视为重要的财产，在计算机系统的运行过程中，需要存储介质对计算机的操作指令进行解读，并传递指令下达的信息，其中若存在纰漏，可能为不法分子提供入侵系统、盗取信息数据的机会。不法分子会抓住存储介质的漏洞，对存储介质的信息进行入侵截取，或将加密信息进行损坏，在调取计算机内存储的信息数据时将无法显示内容，导致信息的泄露和严重经济损失。

3 计算机在电磁信息泄漏发展上的新趋势

目前对于液晶显示器的电磁波信息泄露防护技术的研究进展缓慢，多数优秀专家对此进行重视，例如英国的学者库恩，在研究液晶显示器的信息泄露防护技术方面取得成就，在《液晶显示器的有害辐射》文章中阐述了其试验过程，对四台不同规格、生产厂家生产的液晶显示器使用测试软件对接收信号机器进行测验，并能从中接收到画面信息，利用测试软件对接收信号机器进行处理，并调整二者的信号接收处于同一频率，能够恢复还原出计算机中的视频信息。

信号强度可以通过此处的监控设备捕获。在实上述验中，目标显示器和对数周期电磁波接收器将被放置在两个不同的房间中，两个房间相隔几个房间。接收天线与需要拦截目标的显示器距离为10m，接收天线与拦截目标的显示器之中存在一块105mm的石膏板，这样，对于将要显示的文字进行一定处理，最终达到信息还原的目标。

4 混沌信号视频进行隐匿的处理方法

现在，计算机的图像分辨率不断提高，视频频宽大大增加，同时拥有一根以上绝缘芯的电缆长度较长，因此缆线的电磁波传递的电磁能量较多。但是仅仅对信号截取通道进行屏蔽，电磁波传递的电磁能量的功率只能降低一个数量级，虽然能够降低使用计算机对人体的负面影响，对频率谱密度本身的特性没有影响。如果接收系统敏感，仍然可以正确检索数据。因此，在信号处理中，必须通过改变数据频率谱密度的特性对电缆上传输的视频数据采取隐匿算法的处理手段，改变数据频率谱密度的特性，虽然计算机监管人员能够通过信号接收器来获取相关频率谱密度的信息，但由于频率谱信息的顺序和内容已被改变，无法恢复，从而阻止了信息的泄露。在处理数据的过程中，数据通常以文字、图片或视频的形式展示，处理此类数据有较多类似的处理手段，基本工作流程是相同的。

本文主要分析视频在时域隐匿的处理算法。视频图像的隐匿处理算法主要分为时间域的图像隐匿处理算法和频率域图像隐匿算法。时间域的图像隐匿算法是将视频信息中的平面上的影像变为线条上的影像，再对影像的数值进行加密操作，隐藏时间域图像中传递的信息。该工程的操作流程较为简便，实现难度不高，在对信息进行隐藏加密的过程中不会导致原有信息的改变，也不会影响时间域中图像传递的效率。频率谱密度的扩展主要在所需频宽中进行信息的传递和运输。频宽的扩展需要数据进行单独处理完成，适用于将传输信号的频谱打散到较其初始频宽更宽的一种通信技术，具有较多优点，例如：计算机信息泄露防护能力较强、信息不易被拦截，抗外界干扰信号能力较强，因此逐渐成为信息传输的主要防护方式，同时也可对在信息接收位置对利用Huffman码编码后的信号进行接收，用于接收链路中数据恢复之前移去扩频码的数据信息的还原。虽然传输信息过程中释放的能量较大，不过每个电磁波的频率范围的电子系统中信号和噪音的比例不大，因此检测将传输信号的频谱打散到较其初始频宽更宽的信号较为困难。

5 结语

计算机信息的安全防护是近年来被广泛关注的内容，信息泄露将造成极大的经济损失和社会恐慌，在发达国家中，美国研究者于20世纪对信息泄露防护技术展开研究。面对不断优化升级的计算机系统在日常使用中可能被信息截取器截取信息的通道进行预测，判断计算机系统中可能存在信息泄露的位置，可采取对计算机视频信息进行隐匿算法处理的手段对截取信息的信号器进行干扰，防止信息泄露。近年来，计算机显示器的解像度具有一定提升，随着计算机显示屏幕尺寸的增加，显示器显示解像度和图像解像度随之提升，同时计算机的工作性能也有了很大的提高和扩展，由于网络的传播距离和数据承载能力的变化都导致了计算机信息系统泄露的可能性也增加了，另外由于接收电磁波信号的仪器具有高增益、高敏感度，以及接受机在信息数据处理领域能力的提升，使得在计算机中的电磁波信号和能量传递方面如果存在风险，便可遵照上述方案解决。