ThinkPad的密码与安全芯片【转】。有点长！前面是预备知识，图快的可以从6开始看
实在嫌麻烦的可以从6开始看 下文用到的缩写：开机密码(Power on password，以下简称POP) 超级密码(Supervisor password，以下简称SP) 硬盘用户密码(HDD User password，以下简称HUP) 硬盘超级密码(HDD Supervisor password，以下简称HSP。） 1) 一台THINKPAD上都有哪些密码？ 硬件方面主要有以下这些：BIOS开机密码，BIOS超级密码，硬盘用户密码，硬盘超级密码。安全芯片的密码，以及专用硬件的密码(如指纹识别硬件等等). 软件方面，主要有这些：WINDOWS登录密码，EMAIL帐号的密码(包括OUTLOOK，OUTLOOK EXPRESS，LOTUS等邮件客户端的登录密码和POP3帐号密码)。 论坛的登录密码，以及各种专用软件的登录密码。 本文的讨论对象，只限于上面提到的硬件密码。对于软件的密码，不在本文的讨论范围之内。 2) BIOS密码的作用和关系 上面提到，一台ThinkPad的BIOS里面，包括数个密码。那么这几个密码分别是做什么的？ 它们之间的关系是怎么样？ 在这里先不说安全芯片的密码和指纹硬件的密码。因为不是每一台ThinkPad都有这二种硬件。这些特殊的密码，留到最后我们再来讨论一下。 现在我们有四个密码，分别是开机密码(Power on password，以下简称POP)，超级密码(Supervisor password，以下简称SP)，硬盘用户密码(HDD User password，以下简称HUP)，和硬盘超级密码(HDD Supervisor password，以一简称HSP。 相应地，这四个密码的作用与相互关系大概是这样的： POP，如果设定后，则电脑开机时(就是从关机状态上电，也就是冷启动)，就要输入这个密码，才能开机，进入操作系统。 SP，如果设定后，则BIOS的设定功能受到限制。当需要修改BIOS里面的一些关键设定的时候，就要求输入这个密码。这个密码在进入BIOS时才需要。如果开机时按F1，就会进入BIOS。如果设定了SP，就会在这个时候要求输入。但在这个时候，如果输入POP，也可以进入BIOS设定界面，但有些功能会受到限制。 HUP，主要控制对硬盘的存取。也就是说，在HDD上电时，要输入这个密码，才能获得对HDD的存取。 HSP，主要用于修改HUP。 3) 几个密码的保密强度的现状 上述的几个密码，虽然都是密码，但保密的强度很明显是不同的。根据现在的情况来看，它们的现状是： POP，保存在BIOS管理的RAM中，也就是一般说的CMOS里面。(现在电脑用的CMOS，实际上是个由电池供电的SRAM+其它的一些电路，如RTC(实时时钟)等等)。如果CMOS掉电，则这些内容就会消失了。包括时钟与日期，也同时消失。 SP，保存在BIOS的FLASH芯片里。放电对它没有影响。当然，它是以加密的形式存放的。所以，好象没有人可以从FLASH的内容里面恢复出它，但是可以通过更换一片FLASH BIOS芯片的方式来替换它(换成一个已知的密码或是换成不加密的状态) HUP和HSP，都是保存在硬盘里面。这个是由ATA规范规定。现在似乎不太清楚具体保存的物理位置，有说是在硬盘的盘体上，也有说在硬盘里面的FIRMWARE里面等等。当然，连放在哪里都不知道，就更无从说破解之类的了。 4) 几个密码的使用 由上一节中几个密码的保密强度，可以看出它们不同的使用范围和方式。 POP，因为放电就可以取消这个密码，所以，很明显，这个密码的保密程度是很有限的。所以，这个主要用于日常一般的防护，也就是，可以防止非授权人员在偶然情况下打开你的电脑。比如，放在办公室的电脑，你中午去吃饭的时候留在桌子上了。这个时候，一个POP就足以保护了。当然，这是指一般的办公室环境，别人不会拿螺丝刀对付你桌面上的电脑。在家里的话，如果家里除了你，别人对电脑方面的了解，对多只限于拨号上网浏览(大部分情况)。这个就可以了。怎么破解电脑开机密码 SP，这个密码不是平时使用的。主要作用是保护你的POP。因为，现在已经可以经由换芯片破解SP，所以它的保密程度是中等。如果你的电脑不会离开你相当长的时候，并且还要完好地回来(简单地说，如果你的电脑不丢的话)，这个密码可以很好地保护你的电脑不被开机了。 HUP和HSP。注意，SP只是保护电脑不被开机，但即使你的电脑开不了机，如果把你的电脑里面的硬盘取下来，放在别的电脑上，那么，硬盘里面的内容还是可以存取的(注意，是可以存取，还可以经由软件加密的方式，对硬盘上的数据进行保护) HSP是保护HUP不被更改。只是在修改密码时才起作用。上电的时候，输入HSP，不能进入硬盘的。 5)密码的合理设置和使用 从上文的叙述中，想必大家对几个密码的情况已经有了基本的了解。这里再小结一下使用的基本原则和注意事项。 对于普通的笔记本电脑使用者，如一般的的办公室用户及家庭用户，建议设立POP，就是开机密码了。虽然没有什么特别的机密，但电脑里，特别是笔记本电脑里，还是有很多的个人隐私的。所以加一个上电密码就可以阻止无关人员打开你的电脑。当然，这个还需要与WINDOWS里面的屏保密码配合使用，这样，当你偶尔离开电脑里，别人也看不到里面的内容了。而一旦不小心忘了这个开机密码，也不会有太大的问题，放一下电就可以。 那么SP是干什么的呢？ SP的愿意是给电脑的管理员用的。举例来说，一个单位有很多电脑，每个用户有他自己的开机密码，但管理员就有所有电脑的SP，(通常是一样的)。这样，当这个用户的密码遗失或是特殊原因下这个用户的密码不可得，就可以用管理员密码打开电脑了。 对于有更高的保密要求的用户，就要用到硬盘密码了。就是HUP和HSP。注意，对硬盘内数据，只有硬盘密码才能起到保护作用，无论是POP还是SP，保护的是电脑本身而不是你硬盘里面的数据。也就是说，POP和SP是保护电脑不被非授权人员使用，但硬盘里面的数据，这二个密码是没有任何保护作用的。或者，从另一个角度来看，如果要保护硬盘里面的数据，只要有HUP就可以了。这一个密码，就足以对硬盘的数据提供很高的保护了。即使没有设置POP，开机的时候，还是要输入HUP才能进入系统的。 那么HSP呢？ 这个的作用与SP的类似，但是是针对硬盘的。注意，输入HSP不能存取硬盘里面的数据。这个密码只是用于修改HUP。 6) 更高的保密要求 从上文的叙述中，大家应该已经很清楚这几个密码了。到这里为止，一般用户的保密要求已经完全可以得到满足了。因为到目前为止，HUP还没有公开的解密算法，所以，从这个意义来说，只要加了HUP，那么这个硬盘里面的数据，除了知道密码的人，就没有人可以存取了... 但是，这个世界上的保密和解密，永远是一对共生的兄弟。拿我们的例子来说，HUP是保护硬盘数据的最后一道防线，而且这道防线也很坚固，没有人可以破。但是，为了使用中的方便，一般用户都习惯于把这个密码设成与POP一样。这样做有一个好处，就是开机的时候，只要输入一次密码就可以了。BIOS自动把这个密码与HUP比较，如果符合的话，就直接进入了。而POP，已经知道是存放在BIOS管理的RAM中，它的保密强度与HUP就差得远了。(作者注：所以，这个输入一次密码用二次的功能，虽然方便了用户，但实际上却降低了系统的安全程度，BIOS厂家应该在下一代的产品，对这一点进行改进。至少提供一个选项). 说到这里，插一句话。就是关于BIOS密码的破解。大家一定在网上看到过，有人可以破解一些型号的密码，不是换芯片，而是真正的破解。就是把数据读出来，然后还原出原来的密码。具体的过程是，它提供一个硬件，你自己操作，读出一个文件后，发给那个人。他算出密码后，再告诉你。当然，这个要收取30$。我们关心的是破解的过程。 在这个例子里面，它的那个硬件装置，是接在那个存放密码的EEPROM上面，然后，在BIOS读取密码的过程上，截获BIOS与EEPROM的通讯过程，里面就包含了密码的加密形式(密文)。通过一定的算法，就可以还原出原来的密码了(明文)。 把这二件事情结合起来，我们就看到问题了。HUP与POP一样，然后POP有可能被还原，然后，硬盘的加密就被破坏了。那么怎么解决这个问题？ 怎么保证更高的加密强度？ 7) 安全芯片 对于上面提出的问题，答案就是进一步的硬件加密方法。其中一个比较常见的也是现在可以见到的一个，就是IBM的安全芯片(Security chip)。 安全芯片是个什么东西？ 简单地说，安全芯片是一个在硬件级别上做了加密处理的密码计算及存储芯片。这是有二层意思。第一是密码计算及存储。没有这个芯片的话，密码的比较是由主处理器完成的。在上面的例子里，BIOS从EEPROM中读取密文，还原后与用户的输入比较来确定用户输入是否正确。在这个过程中，不可避免地要通讯的过程。在这个通讯的过程上，密文会被暴露。那么，安全芯片呢？安全芯片里面包含了一个专门的处理器(CPU)和存储器(FLASH/EEPROM)。密码存放在里面，计算与比较等全部在这个芯片里面完成。整个过程没有对外的通讯(指密文和明文都不会在芯片外面出现)。这样就避免了通讯截获的破解了。 第二层意思是说，这个芯片在制造过程中，在硬件级别上已经作了保护，使得直接从物理上对存储器的读取变成不可能或非常困难。这个是指打开芯片，对里面的存储器的物理结构进行直接的读取而言了。 上面提到，可以对通讯进行截获。事实上，即使避免了通讯被截获的过程，还是可以把EEPROM直接打开，用电子显微镜对里面的结构进行观察而获取里面的内容的。安全芯片在这个级别上进行了处理(主要是用金属层覆盖了里面的电路层，使得观察和溶解都变成困难和不可能). 当然，无论用什么硬件，最后总要与软件打交道的。所以，安全芯片要配合专门的软件(如IBM提供的专门软件)，才能把这个加密与系统结合起来。其实，任何的加密都不是完美的。只是一个强度问题。也就是说，如果一个加密的方法，没有取巧的方法可以破，而只能用暴力方法来破解。那么这个方法是成功的。而完成暴力算法所需要的时间，就是这个算法的强度了。目前的加密算法，都是利用一些数论中的基本原理来完成的。按照目前的计算能力，都需要天文数字的时间才能解开，那么我们就认为这个算法是安全的。比如，有个XD提到的MD5。下面有人跟贴说他可以解，我真的是很佩服。不知道是不真的。大家也听说了，前一段时间，DES被破的事情，但不知道有多少人知道，这个破解是用了几万台电脑，花了多少时间得到的一个例子。所以说，对于大部分来说，三重DES算法还是足够安全的。 讲到这里，又要插一个关于加解密的例子。GSM系统的SIM，在几年前还被认为是完全不可能破解的。因为，在当年，模拟手机分分钟被(子子)机(有的地方叫"并机"的时候，GSM这个安全性，是以一种很高的姿态进入市场的。但是，没有几年过去，现在，复制一个SIM卡，只是几分钟到一二个小时的事情。我刚刚前几天就买了一套系统，也就是一个空白卡和一个读卡器，共花费199元。在一个小时的时间时，就读出了我自己的二张卡，并且成功地把这二张卡复制到了那个空白的卡里面。这个时候，我心里其实是很感慨的。科技的进步和发展，很多时候，超越了我们的想象...所以，在说到我们的安全芯片时也是一样。只能说"目前"和"现在"，对于以后的发展，任何断言都可能变成笑柄。 说回到我们的安全芯片，这个已经是很安全了。没有去研究倒底有多安全？ 所以，回到开头的问题。如果你的电脑有更高的安全要求，那么用这个安全芯片吧。这是一般用户，目前可以得到的最高级别的安全保护了。所以，如果你的电脑里面的资料，具有重要的商业价值或是科研价值等等，就应该考虑使用这个你付钱买来的功能，来保护你的重要数据。 8) 安全芯片的使用简介 使用起来，其实是比较简单的。先去下载软件，安装后，可以提供三个功能。一是对WINDOWS登录的密码保护。因为，WINDOWS的登录密码，一般是放在SAM里面的。这个已经有人可以破了。所以这个WINDOWS的登录密码是不安全的。也就是说，如果你的系统是由SAM来保密的。那么，一旦这块硬盘被别人取得，首先放在另一台电脑，到那个SAM文件，然后，脱机解密那个SAM文件，就得到里面的用户名和密码。然后用这块硬盘开机，就可以登录和随意存取里面的文件了。那么用了安全芯片以后，这个密码就被放在了那个安全芯片里面。开机的时候，由那个专用软件接管WINDOWS的登录的模块，你输入的密码，由安全芯片比较后，返回给那个软件，再决定是不是让你登录。 另一件事，就是LOTUS NOTES的登录密码。过程是一样的。由硬件来决定是不是让你登录NOTES。这里可能有人会问，为什么只有NOTES？答案很简单，因为，1)没有软件的配合，只是简单地传递一下信息，几下就被从RAM中到密码或绕过了。(很多软件可以系统显示的****反查到密码就是这个意思了)。2)NOTES是IBM的产品。这样，才能在最底层增加对加密硬件的支持，从而达到更高的保密性. 第三件事，就是代为保存一些你指定的密码。这个意思，就与浏览器的COOKIE很象。你告诉它，哪个软件的哪个输入窗口，要什么密码。它就在适当的窗口出现的时候，替你填写适当的密码。当然这个密码是保存在那个安全芯片里面的。 另外，提一下，系统的安全性，其实也是有一个ISO标准的。而IBM的这块安全芯片，是目前唯一通过这个标准的硬件！！。 |
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