应用安全：笔记本电脑数据保护全攻略

　　引言

　　笔记本电脑在运输途中，比如在出租汽车、地铁、飞机上，经常会被遗失;在停放的汽车、办公桌、会议室甚至是家里，也常发生笔记本电脑被外贼或者家贼盗取;在笔记本电脑故障送修时，硬盘上的数据就完全裸露在维修人员面前……笔记本上存储的商业秘密或财务和客户数据，其价值往往超过笔记本本身的价格，重要机密的泄露有可能使公司的业务完全陷于停滞，甚至引发各种法律问题。如何保护笔记本电脑数据安全?

　　一、 笔记本电脑数据保护现状

　　笔记本丢失现象非常普遍。据Accenture等有关机构的报告，笔记本电脑由其所有人最后丢失的比例占10%～15%。2008年7月5日美国信息安全研究机构Ponemon Institute公布了对美国106个主要机场和800名商务人员的调查报告。报告显示，每周有1.2万部笔记本遗失在美国机场，每个机场每周平均丢失286部。据估算，美国每年有60万部笔记本电脑被遗忘在机场，其中只有30%物归原主。77%失主对丢失的笔记本不抱任何希望，16%表示在事发之后不会采取任何措施。53%称笔记本内含有机密信息，但65%的都没打算好好保护。

　　笔记本上往往存有个人隐私信息、公司商业机密等重要数据。2006年，全球知名咖啡连锁店星巴克公司有四台笔记本电脑下落不明，其中两台储存有约六万名现职及前任雇员的个人资料，包括姓名、地址及社会福利号码等，和过去三年的数据纪录，另外还有八十名加拿大员工及外判商的数据。同年4月，富达投资公司一台笔记本电脑失窃，导致其客户惠普公司的19.6万现有员工和以前员工的相关资料，包括员工姓名、地址、社会保险号、生日和其他一些与员工有关的资料泄漏。

　　遗忘是人大脑的一部分机能。每个人都会遗忘，这导致遗失物品的现象发生。笔记本丢失现象，只是人的大脑遗忘机能的一个反映。虽然从理论上讲可以通过加强安全防范意识来减少，却无法绝对避免笔记本丢失。要想通过非技术手段来杜绝笔记本丢失，从而避免笔记本数据泄露，是不可能完成的任务。许多单位制定了保密措施，靠各项规章制度来保障。但即使有这些制度，很多时候业务的需要也不可避免将笔记本带出公司。随着移动办公、家庭办公的推广和普及，笔记本电脑的大量使用，笔记本被带出公司的情况越来越多，笔记本被丢失的情况也必然会越来越多。

　　比笔记本电脑丢失更为严重的是，笔记本上的数据被无意或者有意泄露，被不法分子利用，成为重大灾难的源头。在我国，军队、政府、设计院所等机构比较重视数据数据保护，而其他很多本应有数据安全需求的行业并没有重视。笔记本电脑的普通用户，应用最多的是添加操作系统登陆密码。虽然这个方面简单易懂，但由于它是建立在软件层，很容易被破解，任何非专业人士，只需要在网上下载一个破解工具，就轻而易举地获得了硬盘里的资料。就连微软最新的Windows Vista操作系统，其系统登陆的密码，也仅需一张Vista安装光盘既可破解。

　　二、“专业”的笔记本数据保护方案及其弊端

　　市场上常见有宣传，说是能保证笔记本数据安全，经笔者统计，主要有智能卡插槽及防盗锁插槽(智能卡插槽以支持用户外接式的智能卡解决方案。而防盗锁插槽是在机壳设坚固的环扣)、BIOS锁、硬盘密码锁、指纹识别系统等，具体情况如下：

　　1、防盗锁

　　常见的笔记本防盗锁开锁方式分为密码控制型和钥匙控制型。此锁技术含量偏低，易被破解。无人之处只要一柄钢筋钳即可(德国进口的只要20cm长，非常便携)，绝大多数的本本都有此装备(只要是配置安全锁口或安全插槽的)。

　　2、设置密码，例如BIOS密码、屏保密码、文件密码。 缺点：仅靠1～8位的英文或数字组合的密码，对于专业人员来说都是极易破解的。

　　3、指纹识别系统

　　原理：利用用户预先存储的指纹样本来替代记忆繁琐、容易丢失的密码，检入速度更快。缺点：属于最新研发的技术，因而价格昂贵，应用于民用产品尚属初期，稳定性还需改善，例如用户指纹遇到破损的情况将增加检入的难度。

　　第2种和第3种保密措施的原理见图1：

图1. 密钥验证的原理 图2. 最简单的破解方法

　　这些保密措施一般只是验证用户提供的验证识别是否正确，没有将验证识别与用户数据通过加密等方法捆绑起来，但很容易被破解，其安全性非常有限。只需简单地修改系统运行流程即可实现破解，其原理图见图2。即使能够做到无法破解(从理论上看，根本无法做到)，也有其致命弱点，即只能保证在没有合法授权(如没有合法的指纹输入等)的情况下，其他用户无法启动计算机，但无法防止存储在磁盘上的数据不被泄密——其他用户只需将该笔记本上的硬盘挂到其它计算机上，即可轻易拷贝其中的数据。这两种方法只是限制了其他用户使用该计算机，却无法防止存储在该笔记本上数据的泄密。

　　4、第三方软件加密，例如Smart Card(智能卡)、U锁、i-Key

　　原理：通过一张带有存储功能的识别卡或电子密匙来对信息进行加密。 缺点：卡片一旦丢失，用户无法自行处理，只好拿着笔记本电脑去找维修部门处理，花费不小、耗时较长。

　　5、内置安全芯片，例如IBM的嵌入式安全子系统(ESS)2.0

　　原理：芯片级安全技术是目前最安全的系统保护措施之一。这种内置于主板之上的新型安全芯片将本本的安全、加密和密码管理等验证信息储存在内，实际上是将这些信息与笔记本绑定。缺点：一旦忘记自己设置的密码，即使IBM也无回天之力，硬盘中的数据肯定是无法恢复了。从费用上看，这是一种贵族消费，会大大地增加笔记本的成本，使得多数有保密需求的笔记本用户不愿采用，从而无法推广普及。

　　6、设想这样的动能：在电脑开机或者是被拆解的时候，如果不在规定时间内输入特定的指令，笔记本电脑就将采取极端措施。对笔记本电脑中的数据进行不可逆转的销毁，这不失为一种最终极的手段。只是这种笔记本数据自毁技术还没有被开发出来。

　　三、磁盘全盘加密系统已经成为主流

　　IBM专业服务器采用磁盘加密技术、专业硬盘厂家生产加密硬盘、存储设备厂商把数据存储和磁盘加密相结合……一种成熟的技术已经在国外广泛地使用，这就是“磁盘加密系统”。 经笔者对全球市场调查，目前在美国、日本、欧洲等发达国家广泛采用硬盘加密软件，来保护移动设备的数据安全。

　　国外的大公司非常重视笔记本数据安全，在所有带出公司的重要笔记本都已采用这种以磁盘加密技术，对整个硬盘(HDD)进行加密处理的产品，防止笔记本在丢失的情况下数据被窃取。在中国，有一些外资企业使用了磁盘加密软件，但这些软件均来自国外加密软件厂商的。中国国内只有北京亿赛通科技发展有限公司有这样的磁盘加密软件。

　　全球市场上常见的磁盘加密软件如下表：

　　使用磁盘加密软件之后，用户就不必判断哪些数据经过加密、哪些没有加密，因为整个硬盘都经过了加密，这可以保护硬盘上的所有内容。

　　用户可能担心全盘加密软件会笔记本电脑性能降低，其实这种担心是没有必要的。经调查发现，目前该类软件最大降低效率小于原有效率的10%。从用户角度来看，性能基本不受影响。安装磁盘加密软件后，给用户操作上带来明显不同的，只是在系统启动时以及笔记本电脑处于休眠时。

　　四、 全球最专业、最安全的笔记本数据保护产品-DiskSEC

　　DiskSec?通过拦截操作系统或应用软件等对硬盘数据的读写请求，实现对磁盘数据的实时加密和解密操作，当系统向硬盘写入数据时，DiskSec?首先获得控制权，对要写的数据进行加密操作，然后将数据写入硬盘的指定位置。反之，当程序读取硬盘数据时，DiskSec?同样能够获得优先控制权，到磁盘的指定位置读取数据并进行解密操作，然后将解密后的数据提交给相应的程序。这样，在操作系统或应用软件看来，磁盘上存储的数据和未加密时的数据完全一样，能够以正常的方式直接使用磁盘数据，如同磁盘上的数据未加密一样。同样，用户也感觉不到DiskSec?的存在，不改变任何习惯而直接使用计算机。

　　在计算机上安装DiskSec?后，计算机的启动过程会被改变，图3给出了在安装DiskSec?的情况下，计算机的实际启动过程。

　　由于磁盘数据被加密，要想使用磁盘数据，必须对其进行解密操作，为方便用户操作和不改变用户的计算机使用习惯，DiskSec?采用的是动态加密和解密的方法，在操作系统和磁盘之间安装了一个数据加密和解密程序，该程序不需要用户的干预，自动对存储到磁盘的数据作加密运算，对从磁盘读取的数据做解密操作，用户在正常使用计算机的时候，根本感觉不到DiskSec?的存在。图3给出了DiskSec?采用的动态加密和解密的原理。

图3 DiskSec?采用的动态加密和解密的方法

　　DiskSec?采用的是国际流行的加密算法，且有多种加密算法供用户选择。根据现代密码学的原理我们可知，在没有密钥的情况下，即使破解者在知道加密算法等各种前提下，要想解密加密后的数据，也是非常困难的。当用户设置的密钥长度达到16个字符以上时，在现有计算机运算速度的条件下，从理论上分析，要想解密加密后的数据，所需的时间也是以百万年为计数单位的。

　　在用户输入密钥，正常启动计算机的情况下，存储在磁盘上的数据对用户是透明的(即在用户看来，存储在磁盘上的数据是明文)。因此，DiskSec?无法防止在计算机正常使用的情况下，其他用户从网络等传输媒介拷贝用户的资料。DiskSec?只适用于在计算机关机、休眠以及丢失的情况下。从DiskSec?的原理可知，磁盘上存储的所有数据均是加密的，在计算机关机或休眠的状态下，要想解密磁盘上的数据，必须输入密钥。安装DiskSec?之后，即使笔记本丢失、被盗或者送到维修处，也能够确保计算机中的数据不被泄密。

　　经DiskSec?加密磁盘的数据安全完全依赖于用户设置的密码，在密码丢失的情况下，磁盘上的数据将无法回复，即使是生产该软件的亿赛通公司也没有任何办法。因此，用户在使用DiskSec?时，一定要记住自己设置的加密密码。

　　由于经DiskSec?加密后的磁盘数据完全依赖于用户设置的密码，为了防止破解，DiskSec?不在磁盘上存储用户的密码，它存储的只是用户密码的单向散列值(根据现有密码学理论可知，通过散列值是无法逆推出用户密码的)，以便比较用户密码的正确性，方便用户的使用。事实上，DiskSec?完全可以不在磁盘上存储任何与密码相关的信息，只要用户输入密钥就继续执行。在这种执行流程下，用户只有输入的正确的密码，DiskSec?才能正确解密磁盘的数据。否则，DiskSec?“解密”后的数据只会更乱，当然操作系统也会无法启动，用户只有通过重新启动计算机再输入正确的密码来使用计算机系统。

　　四、 结束语

　　综观所有的笔记本保护方案，从安全性、性价比等多种因素来考察，首选方案应该是磁盘全盘加密系统。这也是磁盘加密系统在发达国家得以普遍应用的原因。中国市场上北京亿赛通已经推出关于笔记本保护的磁盘加密系统，我们期待会有更多类似产品面世。