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基于EDK2平台的数据备份与恢复技术

基于EDK2平台平台的数据备份与恢复技术的数据备份与恢复技术

王晓箴1,2，于磊1，刘宝旭1

(1. 中国科学院高能物理研究所计算中心，北京 100049；2. 中国科学院研究生院，北京 100049)

摘要：针对文件分配表文件系统数据的安全保障需求，基于符合统一可扩展固件接口(UEFI)规范的EFI 开发套件2(EDK2)开源环境，提出一种固件层数据备份与恢复技术。利用EDK2提供协议接口读取硬盘分区数据，将获取的文件及目录信息备份为EFI 镜像文件格式，数据恢复时反向写入目标分区。实验结果表明，该技术可解决传统数据备份对操作系统的过度依赖问题，其在固件层实现数据备份，实用性更强。

关键词关键词：：可扩展固件接口；数据备份；数据恢复；EFI 开发套件2；文件分配表系统

Data Backup and Recovery Technology Based on EDK2 Platform

W ANG Xiao-zhen 1,2, YU Lei 1, LIU Bao-xu 1

(1. Computing Center, Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;

2. Graduate School of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)

【Abstract 】Aiming at the target of protecting File Allocation Table(FAT) file system data security, based on EFI Developer Kit 2(EDK2) open source environment defined by Unified Extensible Firmware Interface(UEFI) specification, this paper proposes a technology of data backup and recovery on firmware level. After using the protocols EDK2 provided for accessing disk partition data. It gets details of files and directories by calculating, and saves them as EFI image file, which will write into destination partition when the recovery module works. Comparing to legacy data backup technology, this technology works on firmware level, is independent of operating system, and this advantage makes it more usable. 【Key words 】Extensible Firmware Interface(EFI); data backup; data recovery; EFI Developer Kit 2(EDK2); file distribution list system DOI: 10.3969/j.issn.1000-3428.2011.15.085

计算机工程 Computer Engineering 第37卷第15期

V ol.37 No.15 2011年8月

August 2011

·开发研究与设计技术开发研究与设计技术·· 文章编号文章编号：：1000—3428(2011)15—0262—03 文献标识码文献标识码：：A

中图分类号中图分类号：：TP39

1 概述

计算机存储的信息量正以指数级飞速增长，数据逐渐成

为计算机应用的核心，数据安全也被提升到了前所未有的高度。为保障计算机系统在各种环境下的正常运行，保障硬盘数据安全，应采取先进有效的措施对数据进行备份与恢复，防患于未然。

可扩展固件接口(Extensible Firmware Interface, EFI)是在Intel 主导下提出的下一代基本输入输出系统(Basic Input Output System, BIOS)技术，旨在定义操作系统与平台固件之间一套完整的接口规范，用以替代传统的BIOS 。Intel 于 1999年发布了首个EFI 技术规范，2005年业界成立了统一可扩展固件接口(Unified EFI, UEFI)论坛，共同制订适应于各种平台的接口标准，并于2006年1月发布UEFI2.0版本。随着各大厂商纷纷推出支持UEFI 的主板，未来UEFI 的应用必将成为主流。UEFI 提供高效的嵌入式应用平台，可根据实际需要开发出各种应用。

本文在UEFI EFI 开发套件2(EFI Developer Kit 2, EDK2)开发环境的基础上，实现基于固件层的硬盘数据备份与恢复应用，解决传统过程中对操作系统的依赖。

2 UEFI 及EDK2介绍

2.1 UEFI 启动

UEFI 规范定义的启动过程在Boot Manager 控制中，从平台最基础的固件初始化开始，接着开始装载EFI 镜像文件(EFI Images)，包括EFI 驱动(EFI Drivers)和应用程序(EFI Applications)，进一步初始化以丰富平台功能，最后装载的是OS Loader ，开始启动OS 。在进入OS Loader 后，EFI 的启动

服务将终止[1]。

2.2 EDK2分析

EDK 是实现UEFI 平台所需基础代码的开源集合，EDK 为开发、调试及测试EFI 驱动和应用文件等提供了条件。

EDK 的编译必须在完整源代码的根目录下进行，为开发带来很多不便。结合用户反馈，文献[2]于2010年推出EDK 的升级版EDK2，使开发者可以更方便地编写应用。

利用EDK2进行UEFI 应用程序开发时的概念如下： (1)模块(Module)：是最小规模的独立可编译代码或预编译二进制文件。每个模块中需包含元数据文件INF 文件，用来描述模块的行为及属性。

(2)包(Package)：是发布工程的最小单位，是工程的逻辑划分，一个包中可以包含零个或多个模块。包中必须包含包元数据文件DEC 文件，平台元数据文件DSC 可选。

(3)全局唯一标识符(Global Unique Identifier, GUID)：用以标识实体的128位值，具备唯一性。

(4)平台配置数据库(Platform Configuration Database, PCD)：使开发者可以从模块外部获取信息，并可以控制模块内部流程。

(5)协议(Protocol)：UEFI 中的API 函数，用GUID 进行命名。

基金项目基金项目：：国家科技支撑计划基金资助重点项目(2009BAH52B06)；中国科学院知识创新工程重要方向基金资助项目(YYYJ-1013) 作者简介作者简介：：王晓箴(1985－)，女，博士研究生，主研方向：网络安全，信息安全；于磊，工程师；刘宝旭，副研究员收稿日期收稿日期：：2011-02-22 E-mail ：wangxz@https://www.wendangku.net/doc/8a16015093.html,

第37卷第15期 263

王晓箴，于磊，刘宝旭：基于EDK2平台的数据备份与恢复技术 3 系统设计与实现

3.1 UEFI 模块编写

3.1.1 模块开发

本系统基于EDK2进行开发，开发过程包括以下4个阶段：

(1)创建包

创建DEC 文件定义包的接口，包括其余包中引用的目录、GUID 值、Protocol GUID 值、对本包内发布的PCD 入口点的声明等。

(2)创建模块

编写模块中的INF 文件，用以定义模块类型、需要的函数库、需要的Protocol/GUID/PCD 、与其他模块的依赖关系等。INF 文件创建完成后，编写源代码，实现数据备份与恢复功能。

(3)创建编译所需的DSC 文件

DSC 文件用以描述如何对包进行编译，包括需要被编译的模块、不同模块类型所选择的库实例、模块中使用的PCD 入口点的配置。

(4)调试模块

完成相关文件编写及源代码编写后，对模块进行调试。 3.1.2 编译基本架构

EDK2的编译基于Python 语言及C 语言，可以支持跨平台的编译操作。EDK2编译系统基本架构的工作流如图1 所示。

图2 块设备读取模块块设备读取模块流程流程

通过块设备读取模块，获取所有支持块输入输出协议的

设备后，从中筛选出硬盘设备，读取目标分区的DBR 区、FAT 表、FDT 表数据。通过对FAT 表、FDT 表数据结构进行的分析，可获取该分区目录与文件位置、大小等详细信息。 3.3 数据备份及恢复

在得到硬盘分区中文件详细信息后，便可开始在uefi 固

264 计算机工程 2011年8月5日

件层进行数据备份，备份文件通过EFI_FILE_PROTOCOL 接口，保存为UEFI 特有的efi 镜像文件，可以使备份文件更稳定，不受操作系统格式的影响。

读写efi 镜像文件的具体步骤为：通过uefi 启动服务LocateHandleBuffer()和HandleProtocol()，得到所有支持EFI_SIMPLE_FILE_SYSTEM_PROTOCOL 的句柄，再通过OpenVolume()打开当前卷设备的根目录，利用EFI_FILE_ PROTOCOL 进行EFI 镜像文件的创建、读写操作。

数据备份与恢复模块流程[4]如图3所示。

图3 数据备份与恢复模块数据备份与恢复模块流程流程

4 实验分析

4.1 开发环境

本系统开发环境为：操作系统Windows XP 、编译工具Microsoft Visual Studio .Net 2005、编码工具Source Insight 3.5、运行环境UEFI Shell 。UEFI Shell 是简单易用的命令行交互环境，在操作系统(Windows 和Linux 系统均提供支持)启动前进入[5]。用户可以在Shell 命令行中进行装载UEFI 设备驱动、运行EFI 应用程序、启动操作系统等操作。本文考虑实验成本，选择以模拟环境方式在操作系统中运行UEFI Shell ，进行开发测试。

4.2 编译调试

EDK2源代码中Conf 目录中包含build_rule.txt 、target. txt 、tools_def.txt 3个文件，对其进行改写，定制编译环境，指定所需编译工具等。在整体环境配置完毕后，再对模块参数进行配置：将模块的INF 文件定义添加至所在包的DSC 文件中，并对模块中用到的库函数及PCD 进行定义。

在配置完成后，在Windows 命令行下，对编写的数据备份及恢复模块进行编译。EDK2编译命令的格式为：

Build –p Package.dsc –m Module.inf –a ARCH –b TARGET –t TOOLTAG

4.3 运行测试

在测试用机的硬盘中创建一个目标分区，文件系统为FAT16，分区大小1 GB ，存储10个文件大小共计3.2 MB ，盘符标识J 。

在模块编译通过后，在Windows 命令行下输入build run ，便可进入UEFI Shell 模拟运行环境。其运行界面如图4所示。

图4 UEFI Shell 命令行截图

在Shell 中输入命令，进入数据备份模块所在目录，运行efi 应用程序，生成镜像文件backup.efi 即为分区J 的备份文件。在格式化分区J 后，再次进入UEFI Shell 运行环境。进入数据恢复模块所在目录，运行efi 应用程序。程序运行耗时38 s ，运行效率在可接受范围内。在程序运行结束后，检查分区J ，已成功恢复所有10个文件，分区运行情况正常。

5 结束语

在固件层实现对硬盘数据的备份及恢复，相比目前主流的Ghost 等数据恢复软件，更加灵活，可集成在UEFI 固件中，运行于操作系统前，无需受制于操作系统(包括Windows 、DOS 、Linux 等)，无需预安装软件；备份文件保存为EFI 镜像文件格式，可在文件级别上实现对硬盘分区数据的备份，更具安全性、更易存储、实用价值极高。今后将在UEFI 固件层实现应用范围更广泛的NTFS 文件系统的数据备份及恢复。

参考文献

[1] Unified EFI. Unified Extensible Firmware Interface Specification

v2.3[EB/OL]. (2009-05-22). https://www.wendangku.net/doc/8a16015093.html,/specs/.

[2] Intel Corporation. EDK II Module Writer’s Guide v0.7[EB/OL].

(2010-03-31). https://www.wendangku.net/doc/8a16015093.html,/project/edk2/ General%20Documentation/EDKII%20Module%20Writer_s%20G uide_0_7.pdf.

[3] 戴士剑, 涂彦晖. 数据恢复技术[M]. 2版. 北京: 电子工业出版

社, 2007.

[4] 任欣, 李涛, 胡晓勤. 远程文件备份与恢复系统的设计与

实现[J]. 计算机工程, 2009, 35(10): 112-114.

[5] Intel Corporation. EFI Shell Developer’s Guide v0.91[EB/OL].

(2005-06-27). https://www.wendangku.net/doc/8a16015093.html,/sites/download.source https://www.wendangku.net/doc/8a16015093.html,/pub/sourceforge/e/project/ef/efi-shell/documents/EFI_Sh ell_Developer_Guide_Ver0-91.pdf.

编辑陆燕菲

大数据综述

Computer Science and Application 计算机科学与应用, 2018, 8(10), 1503-1509 Published Online October 2018 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/8a16015093.html,/journal/csa https://https://www.wendangku.net/doc/8a16015093.html,/10.12677/csa.2018.810163 Overview on Big Data Kaiyue Liu China University of Mining & Technology (Beijing), Beijing Received: Oct. 1st, 2018; accepted: Oct. 11th, 2018; published: Oct. 19th, 2018 Abstract As a current popular technical, big data has received wide attention from every industry. In order to further understand big data, this paper comprehensively describes big data from the six aspects: The basics of big data, the origin and development status of big data, big data processing, big data application, big data challenges and the future of big data. The basics of big data include the con-cepts and differences between big data and traditional databases, and the characteristics of big data. The big data processing includes generating and getting data, preprocessing data, data sto-rage, analyzing and mining data. This article is a systematic review of big data, and can establish a good knowledge system for scholars who are new to big data. Keywords Big Data, Data Storage, Data Mining, Data Visualization, Big Data Application 大数据综述刘凯悦中国矿业大学(北京)，北京收稿日期：2018年10月1日；录用日期：2018年10月11日；发布日期：2018年10月19日摘要大数据作为当今的热点技术，受到了各行各业的广泛关注。为了进一步认识大数据，本文从大数据的基础、大数据的起源和发展现状、大数据的处理流程、大数据的应用、大数据面临的挑战、大数据未来展望六个方面对大数据进行了综合性描述。其中大数据基础包括大数据和传统数据库的概念和区别、大数据的特性，处理流程包括数据生成和获取、数据预处理、数据存储、数据分析挖掘。本文是大数据的系统性综述，可以对初次接触大数据的学者建立了良好的知识体系。

计算机网络信息安全中数据加密技术的分析

计算机网络信息安全中数据加密技术的分析发表时间：2018-10-10T10:02:54.457Z 来源：《建筑模拟》2018年第20期作者：葛晴 [导读] 随着科学技术的不断发展，计算机逐渐被应用于各个领域，为各行各业的进一步发展奠定了基础。葛晴中国汽车工业工程有限公司天津市 300113 摘要：随着科学技术的不断发展，计算机逐渐被应用于各个领域，为各行各业的进一步发展奠定了基础。信息化社会需要更加便捷的信息资源交流传递方式，而计算机信息安全也在一次次的冲击中得到了创新与发展。数据加密技术的开发为新时代计算机信息网络安全提供了保障，也为祖国的社会主义现代化建设做出了卓越的贡献。本文对数据加密技术在计算机信息安全中的应用进行了分析，希望对计算机信息安全的落实有所助益。关键词：计算机网络；信息安全；数据加密技术引言社会科学技术不断发展，计算机信息技术和互联网技术的出现改变了人们的生活方式，但是网络时代在给人们带来便利的同时也会带来一定的风险，比如说个人和集体的计算机设备很容易受到网络病毒甚至是黑客的入侵，影响计算机内部数据和信息的安全性，也会给社会发展带来不可预计的负面影响，因此计算机网络信息数据加密技术的研究工作具有重要的现实意义。 1 计算机网络信息安全中数据加密技术的重要性我国互联网信息技术不断发展，市场中的互联网企业变得越来越多，同时也会存在一些网络安全隐患问题，比如说黑客攻击或者是网络漏洞等，这些问题的出现影响了企业信息数据的安全性，因此加强计算机网络数据的加密技术非常重要。科技改变了生活，人们在工作和生活中都越来越依赖于网络，尤其是电子商务领域，更是需要计算机网络来传输大量的数据。比如，人们在使用网络购买商品时，需要买家通过网络来查看想要购买的物品信息，然后与卖家联系之后下单完成商品购买。购买的过程中需要使用支付宝进行网络支付，如果在付款过程中发生支付密码泄漏的情况，会对用户的财产造成很大的威胁。还有一部分社会企业在传输重要的企业文件时，也需要使用数据信息加密技术，能够有效防止重要文件被他人窃取。在计算机安全体系当中最重要的就是密码，如果发生密码泄露问题会导致计算机个人信息面临被入侵的威胁，人们在使用电脑登录个人信息时，如果密码泄露，那么黑客就能够使用密码登录电脑，破坏用户的服务器，很多用户会在再次登录时出现提醒登录异常的信息。因此为了能够保障信息的安全性，需要应用数据加密技术来提升计算机的安全防护能力。 2 计算机的安全问题 2.1 人为的因素人为的因素主要是计算机网络安全的防范技术和安全管理不完善，安全管理措施也不完善。网络内部人员安全意识非常差，导致了文件的以及数据的泄密。人为侵入检测技术原本是为了保证现在的计算机的安全而设计产生的技术，但是现在由于技术的进步也有许多人通过此类技术对计算机进行侵入以及破坏。而且现在随着计算机的发展，攻击计算机网络的方法也越来越多，并且更加容易。用来攻击计算机网络的技术工具也逐渐增强，而现在的黑客也越来越多，所以导致我们计算机网络的数据安全也受到了威胁。 2.2 计算机病毒的不断增加，传播的速度也非常的迅速计算机病毒可以分为操作时病毒、外壳型病毒，以及源码型病毒。而新型网络病毒会伴随着信息网络硬件设备的不断提升以及计算机的网络快速的传播。因为计算机网络的系统体系很大所以使得这些病毒相互传播，导致计算机的危害，从而也导致了网络信息的数据泄露或错乱等。 3 计算机网络信息安全中数据加密技术 3.1 链路数据加密技术的应用在各种计算机数据加密技术中，链路数据加密技术能够有效地划分网络数据信息的传输路线，对不同传输区间的数据信息进行加密，大大提高了信息传输过程中的安全性。即使传输信息遭到非法窃取，也无法被即时解密。应用链路数据加密技术，数据传输中的加密过程不再只是简单的函数运算，针对不同传输区域的数据改变长度，有效地解决了数据窃取问题，窃取人员面对极其复杂的数据加密模式往往难以及时进行数据破译，使计算机网络工程的安全性得到了很大的提升。 3.2 节点加密技术节点加密技术具体是指在信息传递链接节点位置对信息进行加密处理，以便对传递过程中的信息加以保护。利用节点加密技术要注意加密过后的数据在经过通信节点时同样不能以明文的形式出现，还是照旧以密文的形式来传递。在通信节点存在一个安全模块，安全模块和节点机器连接在一起，在整个通信过程中发挥信息保障的重要作用，数据加密和解码不是在节点同步进行的，而是在这个节点连接的安全模块中实施。 3.3 端端数据加密技术的应用区别于链路数据加密技术，端端数据加密技术的应用过程十分简单。以专业密文作为信息传输基础，在应用时不必对信息数据进行不断地加密与解密过程，进一步提升了计算机信息安全性。无需大量成本维护的端端数据加密技术为计算机信息处理提供了全新的创新途径，也为社会的发展提供了保障。具备独立传输路线的加密方式不会受到其它线路的干扰，在出现意外情况时仍然可以继续运行，为计算机网络故障维修降低了成本。 3.4 数字签名信息认证技术的应用随着科学技术的发展，数字签名信息认证技术在不断变化的网络环境中逐渐受到了广大人民群众的喜爱，应用范围也随之扩大。数字签名信息技术可以对用户的身份信息进行鉴别，杜绝用户信息被非法利用的情况发生，进一步保障了人民群众的合法权益。应用口令认证方式可以实现简单快捷的用户信息认证，并且节约了使用成本。随着社会的进步，数字签名信息认证方式必将使计算机信息安全得到更有效的保障。 3.5 VPN加密通常局域网在生活中很常见，许多企业、商户都组建了独有的局域网络，通过专线将处于不同区域的用户所在的各局域网连接在一

数据加密技术

数据加密技术摘要：由于Internet的快速发展，网络安全问题日益受到人们的重视。面对计算机网络存在的潜在威胁与攻击，一个计算机网络安全管理者要为自己所管辖的网络建造强大、安全的保护手段。数据加密技术是网络中最基本的安全技术，主要是通过对网络中传输的信息进行数据加密起来保障其安全性，这是一种主动安全防御策略，用很小的代价即可为信息提供相当大的安全保护。现代社会对信息安全的需求大部分可以通过密码技术来实现。密码技术是信息安全技术中的心核，它主要由密码编码技术和密码分析技术两个分支组成。这两个分支既相互对立，又相互依存。信息的安全性主要包括两个方面即信息的保密性和信息的认证性。在用密码技术保护的现代信息系统的安全性主要取决于对密钥的保护，即密码算法的安全性完全寓于密钥之中。可见，密钥的保护和管理在数据系统安全中是极为重要的。人们目前特别关注的是密钥托管技术。一、信息保密技术信息的保密性是信息安全性的一个重要方面,加密是实现信息保密性的一种重要手段。加密算法和解密算法的操作通常都是在一组密钥控制下进行的，分别称为加密密钥和解密密钥。根据加密密钥和解密密钥是否相同，可将现有的加密体制分为两种:一种是私钥或对称加密体制，其典型代表是美国的数据加密标准(D E S)；另一种是公钥或非对称加密体制，其典型代表是R S A体制。目前国际上最关心的加密技术有两种:一种是分组密码。另一种是公钥密码。 1. 分组密码技术 DES是目前研究最深入、应用最广泛的一种分组密码。针对DES，人们研制了各种各样的分析分组密码的方法，比如差分分析方法和线性分析方法，这些方法对DES的安全性有一定的威胁，但没有真正对D E S的安全性构成威胁。 2. 公钥加密技术私钥密码体制的缺陷之一是通信双方在进行通信之前需通过一个安全信道事先交换密钥。这在实际应用中通常是非常困难的。而公钥密码体制可使通信双方无须事先交换密钥就可建立起保密通信。在实际通信中，一般利用公钥密码体制来保护和分配密钥，而利用私钥密码体制加密消息。公钥密码体制主要用于认证和密钥管理等。下面是A使用一个公钥密码体制发送信息给B的过程： (1)A首先获得B的公钥；

网络环境中数据加密技术实现与分析

网络环境中数据加密技术实现与分析本文首先介绍了数据加密技术的历史起源和概念，其次探讨了数据加密的技术、及网络中的数据加密方式，同时，提出了网络数据加密时应该注意的一些问题。本文的研究不仅推动网络时代的更进一步发展，而且提供了使互联网更加安全的依据。一、前言随着全球化进程的不断推进，我国的互联网行业取得了前所未有的发展，信息技术的高度发展，也使得人们的生活发生了巨大的变化。但是互联网存在很多安全问题，网络环境的数据加密技术是确保网络安全的关键技术之一，我们应该加强对数据加密技术的学习。二、数据加密技术的历史起源和概念密码的起源可能要追溯到人类刚刚出现，并且尝试去学习如何通信的时候，他们会用很多奇妙的方法对数据进行加密。最先有意识地使用一些技术的方法来加密信息的可能是公元六年前的古希腊人，他们使用的是一根叫scytale的棍子。后来，罗马的军队用凯撒密码进行通信，Phaistos圆盘由克里特岛人发明，在世界上最难解的十大密码中，Phaistos圆盘就是其中之一，到现在还没有被破解。数据加密的基本过程就是对原来为明文的数据按某种算法进行处理，就是进行加密，加密之后明文的数据就会变成一段不可识别的代码，这段代码就是密文，只有在输入相应的密钥之后才能显示出原来的内容，通过数据加密可以保护数据不被人非法盗取、阅读，实现数据安全控制和保护的目的。由数据加密的整个过程可以看出，一个完整的加密系统应该包括明文消息、密文、加密密钥和解密密钥、加密算法和解密算法四个部分。而一个完善的加密系统又应该满足以下几个要求。（1）加密安全性高。（2）解密复杂性高，要使得破解所花费的成本高于破解出来所获得的利益。（3）加密的安全性主要依赖于密钥，以加密密钥的保密为基础，不应依赖于算法的保密，算法大多是公开的。（4）数据加解密一定要可以用在不同的场合和不同的用户身上。（5）好的加密算法应该不会影响系统的运行速度。三、数据加密技术简介数据加密的过程就是将明文数据按某种算法并使用密钥进行处理即加密，加密之后就变成了一段不可识别的代码，称为密文，要想显示出原来的内容就必须输入相应的密钥。通过这种方法可以达到保护数据不被非法窃取、修改和阅读。这个过程的逆过程为解密，即将该代码信息转化为原来数据的过程。一个完整的加密系统，应该包括以下4个部分：（1）明文数据；（2）加密后的密文：（3）加密、解密设备或算法；（4）加密、解密的密钥。数据加密算法有很多种，密码算法标准化是信息化社会发展的必然趋势，是世界各国保密通信领域的一个重要课题。按照发展进程来分，经历了古典密码、对称密钥密码和公开密钥密码阶段，古典密码算法有替代加密、置换加密；对称加密算法包括DES、IDEA、3DES 和AES等；非对称加密算法包括RSA、背包密码、McEliece密码、Rabin、椭圆曲线、EIGamal 等。结合现代加密技术和密码体制的特点，将加密技术分成两种：对称加密和非对称加密技术。 1、对称加密技术对称加密也称为单密钥加密，即加密密钥和解密是同一个，如果进行通信的双方能够确保密钥在密钥交换阶段未曾发生泄露，则可以通过对称加密方法加密信息，安全性取决于密钥的保密。对称加密技术按照加密方式可以分为流加密和分组加密。在流加密中，明文消息

几种常用的数据加密技术

《Network Security Technology》Experiment Guide Encryption Algorithm Lecture Code: 011184 Experiment Title：加密算法 KeyWords：MD5, PGP, RSA Lecturer：Dong Wang Time：Week 04 Location：Training Building 401 Teaching Audience：09Net1&2 October 10, 2011

实验目的： 1，通过对MD5加密和破解工具的使用，掌握MD5算法的作用并了解其安全性； 2，通过对PGP加密系统的使用，掌握PGP加密算法的作用并了解其安全性； 3，对比MD5和PGP两种加密算法，了解它们的优缺点，并总结对比方法。实验环境： 2k3一台，XP一台，确保相互ping通；实验工具：MD5V erify, MD5Crack, RSA-Tools,PGP8.1 MD5加密算法介绍当前广泛存在有两种加密方式，单向加密和双向加密。双向加密是加密算法中最常用的，它将明文数据加密为密文数据，可以使用一定的算法将密文解密为明文。双向加密适合于隐秘通讯，比如，我们在网上购物的时候，需要向网站提交信用卡密码，我们当然不希望我们的数据直接在网上明文传送，因为这样很可能被别的用户“偷听”，我们希望我们的信用卡密码是通过加密以后，再在网络传送，这样，网站接受到我们的数据以后，通过解密算法就可以得到准确的信用卡账号。单向加密刚好相反，只能对数据进行加密，也就是说，没有办法对加密以后的数据进行解密。这有什么用处？在实际中的一个应用就是数据库中的用户信息加密，当用户创建一个新的账号或者密码，他的信息不是直接保存到数据库，而是经过一次加密以后再保存，这样，即使这些信息被泄露，也不能立即理解这些信息的真正含义。 MD5就是采用单向加密的加密算法，对于MD5而言，有两个特性是很重要的，第一是任意两段明文数据，加密以后的密文不能是相同的；第二是任意一段明文数据，经过加密以后，其结果必须永远是不变的。前者的意思是不可能有任意两段明文加密以后得到相同的密文，后者的意思是如果我们加密特定的数据，得到的密文一定是相同的。不可恢复性是MD5算法的最大特点。实验步骤- MD5加密与破解： 1，运行MD5Verify.exe，输入加密内容‘姓名（英字）’，生成MD5密文；

大数据的技术路线

大数据的技术路线想要大数据需要学习什么呢？需要掌握哪些技术才能够从事大数据的工作。今天为大家讲解下大数据的技术路线，让大家对于大数据有一个详细的了解。需要学习的大数据技术 1、hadoop：常用于离线的复杂的大数据处理 2、Spark：常用于离线的快速的大数据处理 3、Storm：常用于在线的实时的大数据处理 4、HDFS：Hadoop分布式文件系统。HDFS有着高容错性的特点，并且设计用来部署在低廉的硬件上。而且它提供高吞吐量来访问应用程序的数据，适合那些有着超大数据集的应用程序。 5、Hbase：是一个分布式的、面向列的开源数据库。该技术来源于Fay Chang 所撰写的Google论文“Bigtable：一个结构化数据的分布式存储系统”。就像Bigtable利用了Google文件系统（File System）所提供的分布式数据存储一样，HBase在Hadoop之上提供了类似于Bigtable的能力。HBase是Apache 的Hadoop项目的子项目。HBase不同于一般的关系数据库，它是一个适合于

非结构化数据存储的数据库。另一个不同的是HBase基于列的而不是基于行的模式。 6、Hive：hive是基于Hadoop的一个数据仓库工具，可以将结构化的数据文件映射为一张数据库表，并提供简单的sql查询功能，可以将sql语句转换为MapReduce任务进行运行。其优点是学习成本低，可以通过类SQL语句快速实现简单的MapReduce统计，不必开发专门的MapReduce应用，十分适合数据仓库的统计分析。 7、Kafka：是一种高吞吐量的分布式发布订阅消息系统，它可以处理消费者规模的网站中的所有动作流数据。这种动作（网页浏览，搜索和其他用户的行动）是在现代网络上的许多社会功能的一个关键因素。这些数据通常是由于吞吐量的要求而通过处理日志和日志聚合来解决。对于像Hadoop的一样的日志数据和离线分析系统，但又要求实时处理的限制，这是一个可行的解决方案。Kafka 的目的是通过Hadoop的并行加载机制来统一线上和离线的消息处理，也是为了通过集群来提供实时的消费。 8、redis：redis是一个key-value存储系统。和Memcached类似，它支持存储的value类型相对更多，包括string(字符串)、list(链表)、set(集合)、 zset(sorted set–有序集合)和hash（哈希类型）。这些数据类型都支持 push/pop、add/remove及取交集并集和差集及更丰富的操作，而且这些操作都是原子性的。那么除了这些核心的技术内容，还需要具备以下的数学基础： 1.线性代数； 2.概率与信息论； 3.数值计算大数据技术书籍推荐

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计算机网络信息的数据加密技术分析摘要数据挖掘技术主要指的是一种数据库技术与人工智能技术结合的技术，其通过一定算法，可以从大量的数据信息中搜索到所需信息。在电力调度自动化控制系统中应用数据挖掘技术具有重要意义，所以有必要对其进行分析和探讨。关键词计算机；网络信息；数据加密技术引言计算机网络安全是指通过使用各种的技术和管理措施，来保证计算机当中网络的硬件和软件系统能够很好地运行，能使网络中的数据以及服务器运行，同时也要保证网络信息的保密性和完整性，使网络在传输数据的时候不会让数据发生一些错乱的信息或者是出现丢失、泄露的情况等。计算机网络对世界的影响很大，随着计算机网络技术的应用范围不断地扩大，网络信息的安全以及数据的泄露等问题也越来越明显。只有找到正确的方法并且进行有效的监控才能很好地解决这一问题。计算机网络信息安全也与多种学科相联系着，如何解决这计算机网络安全的问题已经成了现在的一个重要的课题。 1 数据加密技术在计算机网络信息安全中应用的意义计算机网络信息的概念属于一种宏观概念，主要是由数据载体构成的。因此，计算机网络信息既能够被人为窃取或修改，又能够被人为破坏。为解决计算机网络信息的安全问题，在计算机网络信息安全中应用数据加密技术，即使数据加密文件被第三方人员窃取，未能正确的输入数据密码是无法阅读数据加密文件内容的，这样可以让计算机网络信息的传输获得了更加安全的保护。数据加密技术具有较好的信息保密性、安全性以及信息可辨识性，能够有效保证数据加密文件的收发双方收到安全可靠的网络信息文件[1]。 2 计算机网络信息安全常见的问题在电脑或者手机上登录个人账户时，常会出现一些个人信息曝光的问题，很多个人信息被一些不法分子利用。除此之外，有些企业的数据也会出现泄漏。据不完全统计，网络信息安全问题正呈现不断上升的趋势。 2.1 计算机授权用户被伪造计算机数据信息被窃取之后，窃取者多会对信息内容进行修改并加以利用，网络攻击者可以冒充计算机授权用户侵入计算机系统内部。 2.2 网络安全信息被窃取

大数据分析平台技术要求

大数据平台技术要求 1.技术构架需求采用平台化策略，全面建立先进、安全、可靠、灵活、方便扩展、便于部署、操作简单、易于维护、互联互通、信息共享的软件。技术构架的基本要求： ?采用多层体系结构，应用软件系统具有相对的独立性，不依赖任何特定的操作系统、特定的数据库系统、特定的中间件应用服务器和特定的硬件环境，便于系统今后的在不同的系统平台、不同的硬件环境下安装、部署、升级移植，保证系统具有一定的可伸缩性和可扩展性。 ?实现B（浏览器）/A（应用服务器）/D（数据库服务器）应用模式。 ?采用平台化和构件化技术，实现系统能够根据需要方便地进行扩展。2. 功能指标需求 2.1基础平台本项目的基础平台包括：元数据管理平台、数据交换平台、应用支撑平台。按照SOA的体系架构，实现对我校数据资源中心的服务化、构件化、定制化管理。 2.1.1元数据管理平台根据我校的业务需求，制定统一的技术元数据和业务元数据标准，覆盖多种来源统计数据采集、加工、清洗、加载、多维生成、分析利用、发布、归档等各个环节，建立相应的管理维护机制，梳理并加载各种元数据。具体实施内容包括： ●根据业务特点，制定元数据标准，要满足元数据在口径、分类等方面的历史变化。 ●支持对元数据的管理，包括：定义、添加、删除、查询和修改等操作，

支持对派生元数据的管理，如派生指标、代码重新组合等，对元数据管理实行权限控制。 ●通过元数据，实现对各类业务数据的统一管理和利用，包括： ?基础数据管理：建立各类业务数据与元数据的映射关系，实现统一的数据查询、处理、报表管理。 ?ETL：通过元数据获取ETL规则的描述信息，包括字段映射、数据转换、数据转换、数据清洗、数据加载规则以及错误处理等。 ?数据仓库：利用元数据实现对数据仓库结构的描述，包括仓库模式、视图、维、层次结构维度描述、多维查询的描述、立方体（CUBE）的结构等。 ●元数据版本控制及追溯、操作日志管理。 2.1.2数据交换平台结合元数据管理模块并完成二次开发，构建统一的数据交换平台。实现统计数据从一套表采集平台，通过数据抽取、清洗和转换等操作，最终加载到数据仓库中，完成整个数据交换过程的配置、管理和监控功能。具体要求包括： ●支持多种数据格式的数据交换，如关系型数据库：MS-SQLServer、MYSQL、 Oracle、DB2等；文件格式：DBF、Excel、Txt、Cvs等。 ●支持数据交换规则的描述，包括字段映射、数据转换、数据转换、数据清洗、数据加载规则以及错误处理等。 ●支持数据交换任务的发布与执行监控，如任务的执行计划制定、定期执行、人工执行、结果反馈、异常监控。 ●支持增量抽取的处理方式，增量加载的处理方式； ●支持元数据的管理，能提供动态的影响分析，能与前端报表系统结合，分析报表到业务系统的血缘分析关系； ●具有灵活的可编程性、模块化的设计能力，数据处理流程，客户自定义脚本和函数等具备可重用性； ●支持断点续传及异常数据审核、回滚等交换机制。

数据加密方案

一、什么是数据加密 1、数据加密的定义数据加密又称密码学，它是一门历史悠久的技术，指通过加密算法和加密密钥将明文转变为密文，而解密则是通过解密算法和解密密钥将密文恢复为明文。数据加密目前仍是计算机系统对信息进行保护的一种最可靠的办法。它利用密码技术对信息进行加密，实现信息隐蔽，从而起到保护信息的安全的作用。 2、加密方式分类数据加密技术要求只有在指定的用户或网络下，才能解除密码而获得原来的数据，这就需要给数据发送方和接受方以一些特殊的信息用于加解密，这就是所谓的密钥。其密钥的值是从大量的随机数中选取的。按加密算法分为对称密钥和非对称密钥两种。对称密钥：加密和解密时使用同一个密钥，即同一个算法。如DES和MIT的Kerberos算法。单密钥是最简单方式，通信双方必须交换彼此密钥，当需给对方发信息时，用自己的加密密钥进行加密，而在接收方收到数据后，用对方所给的密钥进行解密。当一个文本要加密传送时，该文本用密钥加密构成密文，密文在信道上传送，收到密文后用同一个密钥将密文解出来，形成普通文体供阅读。在对称密钥中，密钥的管理极为重要，一旦密钥丢失，密文将无密可保。这种

方式在与多方通信时因为需要保存很多密钥而变得很复杂，而且密钥本身的安全就是一个问题。对称加密对称密钥是最古老的，一般说“密电码”采用的就是对称密钥。由于对称密钥运算量小、速度快、安全强度高，因而如今仍广泛被采用。 DES是一种数据分组的加密算法，它将数据分成长度为64位的数据块，其中8位用作奇偶校验，剩余的56位作为密码的长度。第一步将原文进行置换，得到64位的杂乱无章的数据组；第二步将其分成均等两段；第三步用加密函数进行变换，并在给定的密钥参数条件下，进行多次迭代而得到加密密文。非对称密钥：非对称密钥由于两个密钥（加密密钥和解密密钥）各不相同，因而可以将一个密钥公开，而将另一个密钥保密，同样可以起到加密的作用。

数据保密之透明加密技术分析

数据保密之透明加密技术分析透明加密技术是近年来针对企业数据保密需求应运而生的一种数据加密技术。所谓透明，是指对使用者来说是透明的，感觉不到加密存在，当使用者在打开或编辑指定文件时，系统将自动对加密的数据进行解密，让使用者看到的是明文。保存数据的时候，系统自动对数据进行加密，保存的是密文。而没有权限的人，无法读取保密数据，从而达到数据保密的效果。自WindowsNT问世以来，微软提出的分层的概念，使透明加密有了实现的可能。自上而下，应用软件，应用层APIhook(俗称钩子), 文件过滤驱动，卷过滤驱动，磁盘过滤驱动，另外还有网络过滤驱动，各种设备过滤驱动。其中应用软件和应用层apihook在应用层(R3),从文件过滤驱动开始，属于内核层(R0).数据透明加密技术，目前为止，发展了3代，分别为第一代APIHOOK应用层透明加密技术；第二代文件过滤驱动层（内核）加密技术；第三代内核级纵深加密技术；第一代：APIHOOK应用层透明加密技术技术及设计思路：应用层透明加密技术俗称钩子透明加密技术。这种技术就是将上述两种技术（应用层API和Hook）组合而成的。通过windows的钩子技术，监控应用程序对文件的打开和保存，当打开文件时，先将密文转换后再让程序读入内存，保证程序读到的是明文，而在保存时，又将内存中的明文加密后再写入到磁盘中。应用层APIHOOK加密技术，特点是实现简单，缺点是可靠性差，速度超级慢，因为需要临时文件，也容易破解。但由于直接对文件加密直观感觉非常好，对于当初空白的市场来讲，这一旗号确实打动了不少企业。第二代：文件过滤驱动加密技术驱动加密技术是基于windows的文件系统（过滤）驱动技术，工作在windows的内核层，处于应用层APIHook的下面，卷过滤和磁盘过滤的上面。设计思想是建立当应用程序(进程)和文件格式(后缀名)进行关联，当用户操作某种后缀文件时对该文件进行加密解密操作，从而达到加密的效果。内核层文件过滤驱动技术，分IFS和Minifilter2类。IFS出现较早，Minfilter出现在xp 以后。两者的区别可以理解为VC++和MFC的区别，IFS很多事情需要自己处理，而Minifilter 是微软提供了很多成熟库，直接用。由于windows文件保存的时候，存在缓存，并不是立即写入文件，所以根据是否处理了双缓bug，后来做了些细分，但本质还是一样，都是问题的修正版本而已。但由于工作在受windows保护的内核层，运行速度比APIHOOK加密速度快，解决了很多问题和风险。文件过滤驱动技术实现相对简单，但稳定性一直不太理想。第三代：内核级纵深沙盒加密技术之所以叫内核级纵深沙盒加密技术，主要原因是使用了磁盘过滤驱动技术，卷过滤驱动技术，文件过滤驱动技术，网络过滤驱动(NDIS/TDI)技术等一系列内核级驱动技术，从上到下，纵深防御加密。沙盒加密，是当使用者操作涉密数据的时候，对其过程进行控制，对其结果进行加密保存，每个模块只做自己最擅长的那块，所以非常稳定。加密的沙盒是个容器，

信息加密技术

信息加密技术研究摘要：随着网络技术的发展，网络在提供给人们巨大方便的同时也带来了很多的安全隐患，病毒、黑客攻击以及计算机威胁事件已经司空见惯，为了使得互联网的信息能够正确有效地被人们所使用，互联网的安全就变得迫在眉睫。关键词：网络；加密技术；安全隐患随着网络技术的高速发展，互联网已经成为人们利用信息和资源共享的主要手段，面对这个互连的开放式的系统，人们在感叹现代网络技术的高超与便利的同时，又会面临着一系列的安全问题的困扰。如何保护计算机信息的安全，也即信息内容的保密问题显得尤为重要。数据加密技术是解决网络安全问要采取的主要保密安全措施。是最常用的保密安全手段，通过数据加密技术，可以在一定程度上提高数据传输的安全性，保证传输数据的完整性。 1加密技术数据加密的基本过程就是对原来为明文的文件或数据按某种算法进行处理。使其成为不可读的一段代码，通常称为“密文”传送，到达目的地后使其只能在输入相应的密钥之后才能显示出本来内容，通过这样的途径达到保护数据不被人非法窃取、修改的目的。该过程的逆过程为解密，即将该编码信息转化为其原来数据的过程。数据加密技术主要分为数据传输加密和数据存储加密。数据传输加密技术主要是对传输中的数据流进行加密，常用的有链路加密、节点加密和端到端加密三种方式。 2加密算法信息加密是由各种加密算法实现的，传统的加密系统是以密钥为基础的，是一种对称加密，即用户使用同一个密钥加密和解密。而公钥则是一种非对称加密方法。加密者和解密者各自拥有不同的密钥，对称加密算法包括DES和IDEA；非对称加密算法包括RSA、背包密码等。目前在数据通信中使用最普遍的算法有DES算法、RSA算法和PGP算法等。 2.1对称加密算法对称密码体制是一种传统密码体制，也称为私钥密码体制。在对称加密系统中，加密和解密采用相同的密钥。因为加解密钥相同，需要通信的双方必须选择和保存他们共同的密钥，各方必须信任对方不会将密钥泄漏出去，这样就可以实现数据的机密性和完整性。对于具有n个用户的网络，需要n(n-1)/2个密钥，在用户群不是很大的情况下，对称加密系统是有效的。DES算法是目前最为典型的对称密钥密码系统算法。 DES是一种分组密码，用专门的变换函数来加密明文。方法是先把明文按组长64bit分成若干组，然后用变换函数依次加密这些组，每次输出64bit的密文，最后将所有密文串接起来即得整个密文。密钥长度56bit，由任意56位数组成，因此数量高达256个，而且可以随时更换。使破解变得不可能，因此，DES的安全性完全依赖于对密钥的保护(故称为秘密密钥算法)。DES运算速度快，适合对大量数据的加密，但缺点是密钥的安全分发困难。 2.2非对称密钥密码体制非对称密钥密码体制也叫公共密钥技术，该技术就是针对私钥密码体制的缺陷被提出来的。公共密钥技术利用两个密码取代常规的一个密码：其中一个公共密钥被用来加密数据，而另一个私人密钥被用来解密数据。这两个密钥在数字上相关，但即便使用许多计算机协同运算，要想从公共密钥中逆算出对应的私人密钥也是不可能的。这是因为两个密钥生成的基本原理根据一个数学计算的特性，即两个对位质数相乘可以轻易得到一个巨大的数字，但要是反过来将这个巨大的乘积数分解为组成它的两个质数，即使是超级计算机也要花很长的时间。此外，密钥对中任何一个都可用于加密，其另外一个用于解密，且密钥对中称为私人密钥的那一个只有密钥对的所有者才知道，从而人们可以把私人密钥作为其所有者的身份特征。根据公共密钥算法，已知公共密钥是不能推导出私人密钥的。最后使用公钥时，要安装此类加密程序，设定私人密钥，并由程序生成庞大的公共密钥。使用者与其向联系的人发送

卡口大数据平台技术方案-v1.0

卡口大数据平台技术方案

目录第1章总体技术架构 .................................................................................................... 错误!未定义书签。第2章车辆特征识别 .................................................................................................... 错误!未定义书签。服务功能 .................................................................................................................... 错误!未定义书签。服务性能 .................................................................................................................... 错误!未定义书签。第3章稽查业务功能 .................................................................................................... 错误!未定义书签。车辆布控功能 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。车牌精确布控........................................................................................................ 错误!未定义书签。车牌模糊布控........................................................................................................ 错误!未定义书签。车型布控................................................................................................................ 错误!未定义书签。车辆类别布控........................................................................................................ 错误!未定义书签。布控实时预警........................................................................................................ 错误!未定义书签。布控审批................................................................................................................ 错误!未定义书签。车辆搜索功能 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。按车型搜车............................................................................................................ 错误!未定义书签。按类别搜车............................................................................................................ 错误!未定义书签。按车牌搜车............................................................................................................ 错误!未定义书签。按车辆局部特征搜车............................................................................................ 错误!未定义书签。轨迹重现................................................................................................................ 错误!未定义书签。车辆综合研判 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。套牌车筛选............................................................................................................ 错误!未定义书签。频繁过车................................................................................................................ 错误!未定义书签。同行车辆................................................................................................................ 错误!未定义书签。

互联网数据加密技术

所谓数据加密(Data Encryption)技术是指将一个信息(或称明文，plain text)经过加密钥匙(Encryption key)及加密函数转换，变成无意义的密文(cipher text)，而接收方则将此密文经过解密函数、解密钥匙(Decryption key)还原成明文。加密技术是网络安全技术的基石。密码技术是通信双方按约定的法则进行信息特殊变换的一种保密技术。根据特定的法则，变明文(Plaintext)为密文(Ciphertext)。从明文变成密文的过程称为加密(Encryption); 由密文恢复出原明文的过程，称为解密(Decryption)。密码在早期仅对文字或数码进行加、解密，随着通信技术的发展，对语音、图像、数据等都可实施加、解密变换。密码学是由密码编码学和密码分析学组成的，其中密码编码学主要研究对信息进行编码以实现信息隐蔽，而密码分析学主要研究通过密文获取对应的明文信息。密码学研究密码理论、密码算法、密码协议、密码技术和密码应用等。随着密码学的不断成熟，大量密码产品应用于国计民生中，如USB Key、PIN EntryDevice、 RFID 卡、银行卡等。广义上讲，包含密码功能的应用产品也是密码产品，如各种物联网产品，它们的结构与计算机类似，也包括运算、控制、存储、输入输出等部分。密码芯片是密码产品安全性的关键，它通常是由系统控制模块、密码服务模块、存储器控制模块、功能辅助模块、通信模块等关键部件构成的。数据加密技术要求只有在指定的用户或网络下，才能解除密码而获得原来的数据，这就需要给数据发送方和接受方以一些特殊的信息

用于加解密，这就是所谓的密钥。其密钥的值是从大量的随机数中选取的。按加密算法分为专用密钥和公开密钥两种。分类专用密钥专用密钥，又称为对称密钥或单密钥，加密和解密时使用同一个密钥，即同一个算法。如DES和MIT的Kerberos算法。单密钥是最简单方式，通信双方必须交换彼此密钥，当需给对方发信息时，用自己的加密密钥进行加密，而在接收方收到数据后，用对方所给的密钥进行解密。当一个文本要加密传送时，该文本用密钥加密构成密文，密文在信道上传送，收到密文后用同一个密钥将密文解出来，形成普通文体供阅读。在对称密钥中，密钥的管理极为重要，一旦密钥丢失，密文将无密可保。这种方式在与多方通信时因为需要保存很多密钥而变得很复杂，而且密钥本身的安全就是一个问题。对称密钥对称密钥是最古老的，一般说“密电码”采用的就是对称密钥。由于对称密钥运算量小、速度快、安全强度高，因而如今仍广泛被采用。 DES是一种数据分组的加密算法，它将数据分成长度为64位的数据块，其中8位用作奇偶校验，剩余的56位作为密码的长度。第一步将原文进行置换，得到64位的杂乱无章的数据组;第二步将其分成均等两段;第三步用加密函数进行变换，并在给定的密钥参数条件下，进行多次迭代而得到加密密文。