專(zhuān)利名稱(chēng)：基于擴(kuò)展bios技術(shù)的計(jì)算機(jī)安全信息卡及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)信息安全領(lǐng)域，具體涉及一種基于擴(kuò)展BT0S技術(shù)的計(jì)算機(jī)安全信息卡。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)信息安全的實(shí)現(xiàn)方案分為兩大類(lèi)
一類(lèi)是軟件技術(shù)方案。這是目前應(yīng)用最多的技術(shù)，利用安全防護(hù)軟件實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)信息安全， 這種技術(shù)具有成本低、開(kāi)發(fā)靈活、軟件易安裝等優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些不足
1、 系統(tǒng)重裝，需要重新安裝安全防護(hù)軟件，使用上不方便；
2、 使用者可以使用"格式化"或"鏡像恢復(fù)"的辦法去掉安全防護(hù)軟件，使計(jì)算機(jī)脫離 安全管控，信息處于危險(xiǎn)當(dāng)中；
3、 安全防護(hù)軟件存在漏洞，木馬、病毒會(huì)攻擊安全防護(hù)軟件，停掉保護(hù)進(jìn)程，使安全防 護(hù)失效。
另一類(lèi)是硬件技術(shù)方案。如帶加密芯片的硬盤(pán)、安全U盤(pán)，其具有安全性高、硬件加密破 解難等優(yōu)點(diǎn)；但存在一些不足
1、 硬件成本高，價(jià)格昂貴，普遍適用性差；
2、 操作不靈活，很難根據(jù)新情況添加新功能，二次開(kāi)發(fā)難度大，硬件重復(fù)利用率不高。 通過(guò)分析軟、硬件技術(shù)方案的優(yōu)缺點(diǎn)后， 一種利用BIOS剩余空間的"固件"方案產(chǎn)生，
這種方案結(jié)合了軟硬件技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)，將安全防護(hù)軟件放到計(jì)算機(jī)的BIOS中，節(jié)省了硬件 成本，同時(shí)使安全防護(hù)軟件與硬盤(pán)無(wú)關(guān)，體現(xiàn)了硬件可靠性的優(yōu)點(diǎn)；往BIOS中可以寫(xiě)入任意 代碼，體現(xiàn)了軟件靈活的優(yōu)點(diǎn)。但此種"固件"方案帶來(lái)的新問(wèn)題在于-
1、各個(gè)計(jì)算機(jī)的BIOS版本差別很大，而且同一計(jì)算機(jī)的BIOS會(huì)有升級(jí)的問(wèn)題，會(huì)造成 技術(shù)人員疲于奔命的問(wèn)題；
42、 BIOS剩余空間大小有限，很難放入復(fù)雜的安全防護(hù)軟件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)缺陷，結(jié)合了軟硬件技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)，利用 PC機(jī)體系中的"擴(kuò)展BIOS"規(guī)范，通過(guò)一塊PCI插卡，在計(jì)算機(jī)加電時(shí)先于操作系統(tǒng)獲得計(jì) 算機(jī)的控制權(quán)，然后將安全防護(hù)軟件從安全信息卡上植入操作系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)引導(dǎo)時(shí)就會(huì)自 動(dòng)執(zhí)行安全防護(hù)軟件，從而保證計(jì)算機(jī)信息安全所提出的一種基于擴(kuò)展BIOS技術(shù)的計(jì)算機(jī)安 全信息卡及其操作方法。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明第一特征在于提供一種基于擴(kuò)展BIOS技術(shù)的計(jì)算機(jī)安全信息卡， 包括一塊為PCI插卡的安全信息卡，安全信息卡上安裝有用以實(shí)現(xiàn)密碼認(rèn)證、數(shù)據(jù)加密、系統(tǒng) 數(shù)據(jù)備份、計(jì)算機(jī)接口監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)傳輸加密功能的安全防護(hù)軟件，其安全防護(hù)軟件安裝有引導(dǎo) 植入程序、植入驅(qū)動(dòng)程序和運(yùn)行程序三部分。
第二特征在于提供一種基于擴(kuò)展BIOS技術(shù)的計(jì)算機(jī)安全信息卡,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)信息安全的操 作方法，其特征在于包括以下步驟-
a、 通過(guò)使用PCI橋接芯片CH362將安全信息卡上的64KB的Flash-Memory 29C512和計(jì)算機(jī)的 PCI插槽相連接，安全信息卡采用PCI規(guī)范的ExpansionROM機(jī)制，在Flash-Memory上存 在用于植入計(jì)算機(jī)的代碼，利用擴(kuò)展BIOS技術(shù)，計(jì)算機(jī)上的BIOS進(jìn)行POST自檢時(shí)會(huì)掃描 具有擴(kuò)展BIOS標(biāo)記的板卡，當(dāng)計(jì)算機(jī)的指令指針跳到安全信息卡的代碼映像空間時(shí)執(zhí)行該 空間的代碼，植入代碼并掃描硬盤(pán)，安全信息卡在操作系統(tǒng)引導(dǎo)之前會(huì)檢查是否有安全防 護(hù)軟件植入到計(jì)算機(jī)，若無(wú)，則會(huì)重新植入，并將植入的安全防護(hù)軟件驅(qū)動(dòng)寫(xiě)到系統(tǒng)區(qū)硬 盤(pán)上；
b、 采用INT13來(lái)讀取硬盤(pán)扇區(qū)以完成進(jìn)一步的引導(dǎo)，植入時(shí)將安全信息卡上的程序數(shù)據(jù)放在 分配的硬盤(pán)空間并通過(guò)INT13掃描相關(guān)編碼，然后分配內(nèi)存空間容納安裝程序，再按照堆棧、數(shù)據(jù)、代碼段映射程序空間，在內(nèi)存修改跳轉(zhuǎn)，為保護(hù)模式初始化執(zhí)行環(huán)境，完成安 裝程序運(yùn)行，當(dāng)操作系統(tǒng)進(jìn)入保護(hù)模式后，會(huì)再一次執(zhí)行指令，同時(shí)掛入一個(gè)Driver到系 統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)鏈表里，實(shí)現(xiàn)將安全信息卡內(nèi)的軟件導(dǎo)入到操作系統(tǒng)；
c、 植入后，操作系統(tǒng)引導(dǎo)時(shí)就會(huì)自動(dòng)執(zhí)行安全防護(hù)軟件，計(jì)算機(jī)加電后在BIOS之前就會(huì)要求 進(jìn)行密碼認(rèn)證，通過(guò)密碼認(rèn)證后方可進(jìn)入，從最底層給計(jì)算機(jī)加了一把安全鎖，實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn) 入計(jì)算機(jī)的人員身份認(rèn)證；
d、 操作系統(tǒng)啟動(dòng)后，安全信息卡運(yùn)行程序會(huì)利用植入驅(qū)動(dòng)程序在操作系統(tǒng)中開(kāi)一個(gè)進(jìn)程并以 SYSTEM權(quán)限運(yùn)行，用以實(shí)現(xiàn)安全信息卡的功能，安全信息卡程序會(huì)被定時(shí)的運(yùn)行，以檢査 安全防護(hù)軟件運(yùn)行是否正常，如果不正常就會(huì)重新安裝，當(dāng)程序運(yùn)行進(jìn)程被強(qiáng)制卸載，計(jì) 算機(jī)將會(huì)在卸載時(shí)出現(xiàn)重啟動(dòng)或藍(lán)屏現(xiàn)象，卡上軟件運(yùn)行后，實(shí)現(xiàn)密碼認(rèn)證、數(shù)據(jù)加密、 系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份、計(jì)算機(jī)接口監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)傳輸加密等功能；
e、 進(jìn)入操作系統(tǒng)后，所有操作系統(tǒng)內(nèi)登記的軟件將以watchdog的機(jī)制定時(shí)向安全信息卡發(fā)送 加密認(rèn)證計(jì)數(shù)，若其中某一登記的軟件沒(méi)在指定時(shí)刻內(nèi)向安全信息卡發(fā)送加密認(rèn)證計(jì)數(shù)， 計(jì)算機(jī)則強(qiáng)制重啟，從而保護(hù)了計(jì)算機(jī)的安全和穩(wěn)定。
本發(fā)明并不直接針對(duì)計(jì)算機(jī)自身的BIOS，而是利用PC機(jī)體系中的"擴(kuò)展BI0S"規(guī)范，通 過(guò)一塊PCI插卡，在計(jì)算機(jī)加電時(shí)先于操作系統(tǒng)獲得計(jì)算機(jī)的控制權(quán)，然后將安全防護(hù)軟件從 安全信息卡上植入操作系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)引導(dǎo)時(shí)就會(huì)自動(dòng)執(zhí)行安全防護(hù)軟件，保證了計(jì)算機(jī)信 息安全。同時(shí)安全信息卡上留有大量的存儲(chǔ)空間且能擴(kuò)充，從而達(dá)到開(kāi)發(fā)安全防護(hù)功能，裝載 各種安全防護(hù)軟件，實(shí)現(xiàn)安全防護(hù)系統(tǒng)等目的。此外安全信息卡隔離了BIOS復(fù)雜難懂的規(guī)范， 降低了軟件開(kāi)發(fā)的難度。安全信息卡具有功能強(qiáng)、信息安全度高、成本低、可靠性高、開(kāi)發(fā)靈 活、使用方便和重復(fù)利用率高等優(yōu)點(diǎn)，針對(duì)不同用戶(hù)群，提供了可信賴(lài)服務(wù)，加強(qiáng)了計(jì)算機(jī)的 安全，使計(jì)算機(jī)成為可信賴(lài)的安全設(shè)備。


圖l是本發(fā)明的基本原理圖2是本發(fā)明的軟件架構(gòu)圖3是安全信息卡的引導(dǎo)植入程序流程圖4是安全信息卡的植入驅(qū)動(dòng)程序流程圖5是安全信息卡的電路原理圖6是安全信息卡的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)圖1所示，本發(fā)明的安全信息卡通過(guò)使用PCI橋接芯片CH362將卡上的64KB的Flash-Memory 29C512和計(jì)算機(jī)的PCI插槽相連，采用PCI規(guī)范的ExpansionROM機(jī)制，在Flash-Memory上存在用于植入的代碼，PC機(jī)的BIOS進(jìn)行POST自檢時(shí)會(huì)掃描具有擴(kuò)展BIOS標(biāo)記的板卡，指令指針跳到板卡的代碼映像空間執(zhí)行該空間代碼，植入代碼掃描硬盤(pán)，將植入驅(qū)動(dòng)寫(xiě)到系統(tǒng)區(qū)硬盤(pán)上，然后在操作系統(tǒng)引導(dǎo)時(shí)啟動(dòng)植入驅(qū)動(dòng)，將安全信息卡內(nèi)的安全防護(hù)軟件植入操作系統(tǒng)中，并完成安全信息卡軟件功能。
圖中的U3 (24C01A)可以用于在計(jì)算機(jī)關(guān)閉期間繼續(xù)保存重要的數(shù)據(jù)，如擴(kuò)展ROM卡的啟動(dòng)模式、擴(kuò)展R0M卡的序列號(hào)、用戶(hù)的密碼信息等。
根據(jù)圖2至圖5所示，本發(fā)明的安全信息卡上安裝有包括引導(dǎo)植入程序、植入驅(qū)動(dòng)程序和運(yùn)行程序三部分的安全防護(hù)軟件，用于完成卡上程序的引導(dǎo)、卡上程序植入操作系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)安全信息卡功能。
安全信息卡的引導(dǎo)植入程序1是在實(shí)際操作模式下取得控制權(quán)的，即在操作系統(tǒng)引導(dǎo)時(shí)刻，掃描當(dāng)前計(jì)算機(jī)硬盤(pán)，采用INT13來(lái)讀取硬盤(pán)扇區(qū)以完成進(jìn)一步的引導(dǎo)，植入時(shí)將安全信息卡上程序數(shù)據(jù)放在分配的硬盤(pán)空間，并通過(guò)INT13掃描相關(guān)編碼，在內(nèi)存修改跳轉(zhuǎn)，為保護(hù)模式初始化執(zhí)行環(huán)境，當(dāng)操作系統(tǒng)進(jìn)入保護(hù)模式后，會(huì)再一次執(zhí)行指令，同時(shí)掛入一個(gè)Driver到系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)鏈表里，實(shí)現(xiàn)將安全信息卡內(nèi)的軟件導(dǎo)入操作系統(tǒng)。
植入驅(qū)動(dòng)程序2是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的與操作系統(tǒng)相關(guān)的驅(qū)動(dòng)程序，它的作用是讓安全信息卡上要被安裝的軟件自動(dòng)運(yùn)行。操作系統(tǒng)運(yùn)行安全信息卡的植入驅(qū)動(dòng)后，植入驅(qū)動(dòng)首先到特定的硬盤(pán)空間上取得要被安裝運(yùn)行的程序，然后分配內(nèi)存空間容納安裝程序，最后按照堆棧、數(shù)據(jù)、代碼段映射程序空間，完成安裝程序運(yùn)行。
安全信息卡的運(yùn)行程序3啟動(dòng)之后，主要完成五方面的功能
(1) 密碼認(rèn)證計(jì)算機(jī)加電后在BIOS之前就會(huì)要求密碼認(rèn)證，通過(guò)后方可進(jìn)入，從最底層給計(jì)算機(jī)加了一把安全鎖；
(2) 數(shù)據(jù)加密即使硬盤(pán)、U盤(pán)等丟失，被第三方得到后無(wú)法讀出有用的內(nèi)容；
(3) 數(shù)據(jù)系統(tǒng)備份實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)出、系統(tǒng)容災(zāi)恢復(fù)，保證系統(tǒng)崩潰時(shí)的數(shù)據(jù)信息安全；
(4) 接口監(jiān)控通過(guò)監(jiān)控網(wǎng)卡(有線、無(wú)線)、USB口、串口、紅外、藍(lán)牙等涉外接口，達(dá)到對(duì)進(jìn)出計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)信息的監(jiān)控、隔離保護(hù)，防止外部供給以及內(nèi)部資料外泄；
(5) 網(wǎng)絡(luò)傳輸加密對(duì)通過(guò)網(wǎng)卡(包括動(dòng)態(tài)加入的USB網(wǎng)卡)的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密傳輸，并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信驗(yàn)證，從而達(dá)到以下三個(gè)目的
① 通信雙方都有安全信息卡才能通信。這樣即使計(jì)算機(jī)被接入Internet,如果對(duì)端計(jì)算機(jī)沒(méi)有安全信息卡，通信將失敗。
② 通信數(shù)據(jù)在傳輸時(shí)被加密，即使被第三方截收，也是亂碼(通信加密算法開(kāi)發(fā)人員可以自己另外定制加入)。
③ 對(duì)于網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，沒(méi)有安裝安全信息卡的計(jì)算機(jī)將無(wú)法接入網(wǎng)絡(luò)。
所有關(guān)注的軟件將以watchdog的機(jī)制定時(shí)向安全信息卡發(fā)送加密認(rèn)證計(jì)數(shù)，如果某登記的軟件沒(méi)在指定時(shí)刻內(nèi)"報(bào)到"，計(jì)算機(jī)將強(qiáng)制重啟，訪問(wèn)密鑰是只能對(duì)卡讀寫(xiě)，作為單位保證數(shù)據(jù)能在一個(gè)單位內(nèi)部自由流轉(zhuǎn)；作為個(gè)人保證數(shù)據(jù)只能在個(gè)人手上。
根據(jù)圖6所示，由于本發(fā)明的安全信息卡是一塊PCI插卡，可用于帶PCI插槽的PC機(jī)中，無(wú)需軟件安裝，使用時(shí)只需將安全信息卡插入計(jì)算機(jī)上任意一個(gè)PCI插槽即可，事先儲(chǔ)存于安全信息卡的一系列功能通過(guò)硬件的方法植入計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)，與操作系統(tǒng)內(nèi)核緊密結(jié)合在一起，發(fā)揮作用。
本發(fā)明的安全信息卡包括Demo版安全信息卡和正式版安全信息卡兩種，其中Demo版安全信息卡用于測(cè)試、調(diào)試，支持windows2000、 2003、 XP的操作系統(tǒng)，不支持vista系統(tǒng)，正式版安全信息卡作為產(chǎn)品應(yīng)用，支持windows2000、 2003、 XP和vista操作系統(tǒng)。
計(jì)算機(jī)通電啟動(dòng)后，會(huì)要求進(jìn)行密碼認(rèn)證，其中Demo版安全信息卡會(huì)出現(xiàn)"0000psw:"的提示符，只要直接按回車(chē)鍵就可以繼續(xù)，正式版安全信息卡則要求輸入密碼，安全信息卡的密碼設(shè)置代碼要求用戶(hù)設(shè)置的口令必須是強(qiáng)口令(強(qiáng)口令是指不容易被破解的，含有特殊字符，且擁有足夠的長(zhǎng)度以及多種字符類(lèi)型的混合)，不允許簡(jiǎn)單的使用字母、數(shù)字和單詞，提高密碼強(qiáng)度，以保證認(rèn)證安全。
操作系統(tǒng)啟動(dòng)后，安全信息卡運(yùn)行程序會(huì)利用植入驅(qū)動(dòng)在操作系統(tǒng)中開(kāi)一個(gè)進(jìn)程，以SYSTEM權(quán)限運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)安全信息卡的功能；安全信息卡程序會(huì)被定時(shí)的運(yùn)行，以檢査安全防護(hù)軟件運(yùn)行是否正常，如果不正常就會(huì)重新安裝，當(dāng)程序運(yùn)行進(jìn)程被強(qiáng)制卸載，計(jì)算機(jī)將會(huì)在卸載時(shí)出現(xiàn)重啟動(dòng)或藍(lán)屏。
目前Demo版安全信息卡只能完成網(wǎng)絡(luò)通信加密和不允許沒(méi)有安裝安全信息卡的計(jì)算^L間相互通信的功能，而正式版安全信息卡能夠完成，密碼認(rèn)證、個(gè)人數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)(系統(tǒng))備份、計(jì)算機(jī)接口監(jiān)控以及網(wǎng)絡(luò)通信加密和不允許沒(méi)有安裝安全信息卡的計(jì)算機(jī)間相互通信的功能，對(duì)于Demo版安全信息卡，當(dāng)卡拔掉后，計(jì)算機(jī)仍能夠正常啟動(dòng)，網(wǎng)絡(luò)通信加密仍然有效；而正式版安全信息卡拔掉后，計(jì)算機(jī)將不能正常啟動(dòng)。
9本發(fā)明的安全信息卡還提供了一個(gè)固件平臺(tái)和簡(jiǎn)單的開(kāi)發(fā)接口，在該平臺(tái)上開(kāi)發(fā)人員可以按照軟件的模式靈活的開(kāi)發(fā)自己的安全防護(hù)軟件，用戶(hù)可以在此前安全防護(hù)軟件的基礎(chǔ)上進(jìn)行少量修改，就可以將自己的軟件儲(chǔ)存進(jìn)安全信息卡中，安全信息卡會(huì)自動(dòng)運(yùn)行儲(chǔ)存的軟件，達(dá)到硬件可靠性的目的。
如用戶(hù)將自己的安全防護(hù)軟件打包為一個(gè)安裝可執(zhí)行的程序set叩.exe，對(duì)該setup, exe的要求是(1)通過(guò)ZIP壓縮后(ZIP壓縮、解壓縮由安全信息卡完成)的體積能容納進(jìn)安全信息卡的存儲(chǔ)器上；(2)安全信息卡會(huì)定時(shí)的運(yùn)行一次setup.exe (setup.exe是位于安全信息卡內(nèi)部的，不會(huì)被用戶(hù)和病毒等剔除)，因而setup.exe必須做到自己檢查自己的防護(hù)軟件運(yùn)行是否正常，如果不正常就重新安裝。
利用開(kāi)發(fā)的專(zhuān)用燒制軟件，將實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)系統(tǒng)備份、接口監(jiān)控和數(shù)據(jù)加密傳輸?shù)裙δ艿膕etup.exe燒入安全信息卡內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)各種功能，這些功能可單獨(dú)構(gòu)造一個(gè)setup, exe,也可合起來(lái)構(gòu)造一個(gè)set叫exe0
安全信息卡基礎(chǔ)版提供了一個(gè)setup, exe以及setup, exe的源代碼，開(kāi)發(fā)人員按照提供的例子進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，"燒入"安全信息卡的setup, exe將以SYSTEM權(quán)限運(yùn)行而不管實(shí)際用戶(hù)是以什么身份登錄的。
通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)，對(duì)于個(gè)人用戶(hù)通過(guò)數(shù)據(jù)加密，保護(hù)了個(gè)人隱私，通過(guò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)恢復(fù)功能；對(duì)于企業(yè)級(jí)用戶(hù)通過(guò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份，保證系統(tǒng)崩潰時(shí)的數(shù)據(jù)導(dǎo)出，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)容災(zāi)恢復(fù)，通過(guò)監(jiān)控計(jì)算機(jī)接口，使得企業(yè)內(nèi)部的資料不被拷貝外泄，通過(guò)網(wǎng)卡數(shù)據(jù)加密傳輸、網(wǎng)絡(luò)通信驗(yàn)證的方式，實(shí)現(xiàn)安全網(wǎng)絡(luò)；對(duì)于政府軍隊(duì)用戶(hù)通過(guò)三級(jí)認(rèn)證，強(qiáng)化計(jì)算機(jī)安全，通過(guò)數(shù)據(jù)加密，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)外泄無(wú)法恢復(fù)，保證了數(shù)據(jù)信息的安全，通過(guò)監(jiān)控計(jì)算機(jī)接口，防止資料被竊，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸加密，網(wǎng)絡(luò)通信認(rèn)證，構(gòu)建可信賴(lài)網(wǎng)絡(luò)，規(guī)避沒(méi)有安裝安全信息卡的計(jì)算機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)，適用范圍廣泛。上述實(shí)施例僅為說(shuō)明本發(fā)明而列舉，并非用于限制本發(fā)明，任何基于本技術(shù)方案所變換的等同效果的結(jié)構(gòu)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種基于擴(kuò)展BIOS技術(shù)的計(jì)算機(jī)安全信息卡，包括一塊為PCI插卡的安全信息卡，安全信息卡上安裝有用以實(shí)現(xiàn)密碼認(rèn)證、數(shù)據(jù)加密、系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份、計(jì)算機(jī)接口監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)傳輸加密功能的安全防護(hù)軟件，其安全防護(hù)軟件安裝有引導(dǎo)植入程序、植入驅(qū)動(dòng)程序和運(yùn)行程序三部分。
2、 一種基于擴(kuò)展BIOS技術(shù)的計(jì)算機(jī)安全信息卡操作方法，其特征在于包括以下歩驟a、 通過(guò)使用PCI橋接芯片CH362將安全信息卡上的64KB的Flash-Memory 29C512和計(jì)算機(jī)的PCI插槽相連接，安全信息卡采用PCI規(guī)范的ExpansionROM機(jī)制，在Flash-Memory上存在用于植入計(jì)算機(jī)的代碼，利用擴(kuò)展BIOS技術(shù)，當(dāng)計(jì)算機(jī)BIOS進(jìn)行POST自檢時(shí)會(huì)掃描具有擴(kuò)展BIOS標(biāo)記的板卡，當(dāng)計(jì)算機(jī)的指令指針跳到安全信息卡的代碼映像空間時(shí)執(zhí)行該空間的代碼，植入代碼并掃描硬盤(pán)，安全信息卡在操作系統(tǒng)引導(dǎo)之前會(huì)檢査是否有安全防護(hù)軟件植入到計(jì)算機(jī)，若無(wú)，則會(huì)重新植入，并將植入的安全防護(hù)軟件驅(qū)動(dòng)寫(xiě)到系統(tǒng)區(qū)硬盤(pán)上；b、 采用INT13來(lái)讀取硬盤(pán)扇區(qū)以完成進(jìn)一步的引導(dǎo)，植入時(shí)將安全信息卡上的程序數(shù)據(jù)放在分配的硬盤(pán)空間并通過(guò)INT13掃描相關(guān)編碼，然后分配內(nèi)存空間容納安裝程序，再按照堆棧、數(shù)據(jù)、代碼段映射程序空間，在內(nèi)存修改跳轉(zhuǎn)，為保護(hù)模式初始化執(zhí)行環(huán)境，完成安裝程序運(yùn)行，當(dāng)操作系統(tǒng)進(jìn)入保護(hù)模式后，會(huì)再一次執(zhí)行指令，同時(shí)掛入一個(gè)Driver到系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)鏈表里，實(shí)現(xiàn)將安全信息卡內(nèi)的軟件導(dǎo)入到操作系統(tǒng)；c、 植入后，操作系統(tǒng)引導(dǎo)時(shí)就會(huì)自動(dòng)執(zhí)行安全防護(hù)軟件，計(jì)算機(jī)加電后在BIOS之前就會(huì)要求進(jìn)行密碼認(rèn)證，通過(guò)密碼認(rèn)證后方可進(jìn)入，從最底層給計(jì)算機(jī)加了一把安全鎖，實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)入計(jì)算機(jī)的人員身份認(rèn)證；d、 操作系統(tǒng)啟動(dòng)后，安全信息卡運(yùn)行程序會(huì)利用植入驅(qū)動(dòng)程序在操作系統(tǒng)中開(kāi)一個(gè)進(jìn)程并以SYSTEM權(quán)限運(yùn)行，用以實(shí)現(xiàn)安全信息卡的功能，安全信息卡程序會(huì)被定時(shí)的運(yùn)行，以檢査安全防護(hù)軟件運(yùn)行是否正常，如果不正常就會(huì)重新安裝，當(dāng)程序運(yùn)行進(jìn)程被強(qiáng)制卸載，機(jī)器將會(huì)在卸載時(shí)出現(xiàn)重啟動(dòng)或藍(lán)屏現(xiàn)象，卡上軟件運(yùn)行后，實(shí)現(xiàn)密碼認(rèn)證、數(shù)據(jù)加密、系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份、計(jì)算機(jī)接口監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)傳輸加密的功能；e、進(jìn)入操作系統(tǒng)后，所有操作系統(tǒng)內(nèi)登記的軟件將以watchdog的機(jī)制定時(shí)向安全信息卡發(fā)送加密認(rèn)證計(jì)數(shù)，若其中某一登記的軟件沒(méi)在指定時(shí)刻內(nèi)向安全信息卡發(fā)送加密認(rèn)證計(jì)數(shù)，計(jì)算機(jī)則強(qiáng)制重啟，從而保護(hù)了計(jì)算機(jī)的安全和穩(wěn)定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于擴(kuò)展BIOS技術(shù)的計(jì)算機(jī)安全信息卡及其操作方法，包括一塊為PCI插卡的安全信息卡，該卡利用擴(kuò)展BIOS技術(shù)在計(jì)算機(jī)加電時(shí)先于操作系統(tǒng)獲得計(jì)算機(jī)的控制權(quán)，將安全防護(hù)軟件植入操作系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)引導(dǎo)時(shí)就會(huì)自動(dòng)執(zhí)行安全防護(hù)軟件，從而實(shí)現(xiàn)密碼認(rèn)證、數(shù)據(jù)加密、系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份、計(jì)算機(jī)接口監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)傳輸加密的眾多功能，確保信息和計(jì)算機(jī)的安全，同時(shí)安全信息卡上留有大量的存儲(chǔ)空間且能擴(kuò)充，易于開(kāi)發(fā)安全防護(hù)功能，針對(duì)現(xiàn)有軟硬件技術(shù)包括BIOS剩余空間固件方法存在的技術(shù)缺陷，結(jié)合軟硬件技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)信息安全、計(jì)算機(jī)可信提供了全新的解決方案。
文檔編號(hào)G06F21/00GK101477603SQ20091003656
公開(kāi)日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2009年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月12日
發(fā)明者楊俊生 申請(qǐng)人:楊俊生