DeviceGuard

高新凱

摘要：對學(xué)校管理人員而言，確保計(jì)算機(jī)硬件的安全至關(guān)重要。配置較高的機(jī)房，其計(jì)算機(jī)大多采取SSD+HDD雙硬盤、雙內(nèi)存條、雙顯卡。比起單硬盤、單內(nèi)存條、單顯卡的配置，性能有顯著的提升。然而，這也給硬件安全管理帶來了挑戰(zhàn)：一臺雙硬盤、雙內(nèi)存條、雙顯卡的計(jì)算機(jī)，即使丟失了一塊硬盤、一根內(nèi)存條、一塊獨(dú)立顯卡，也可能正常運(yùn)行。如何才能在失竊發(fā)生后第一次開機(jī)就發(fā)現(xiàn)案情呢？該文提出了一基于C語言的自動化硬件變動檢測程序，該程序具有自動掃描硬件、硬件變動報(bào)警、硬件日志等功能，極大地縮小了機(jī)房硬件檢查的時(shí)間和難度，為保障機(jī)房硬件安全提供一條新思路。

關(guān)鍵詞：自動掃描；WIM查詢；硬件變動檢測；硬件信息對比；C語言

中圖分類號：TP308 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）13-0073-03

DeviceGuard -- Hardware Change Detection Program Based on C Language

GAO Xin-kai

（Tianhe College Guangdong Polytechnic Normal University， Guangzhou 510540， China）

Abstract： For college administrators， it is extreme important to ensure the safety of computer hardware. Most of the computer rooms are equipped with SSD+HDD dual hard disks， dual memory bars and dual graphics cards. Compared with single hard disk， single memory bar and single graphics card， the performance has been significantly improved. However， it also poses a challenge for hardware security management. A computer with double disk double memory and graphics cards， may works normally even if one of them were stolen. How to be aware of the loss at the first boost after the change？ This paper presents an automatic hardware change detection program based on C. Its power includes： automatic scanning hardware， hardware-change alarm and hardware log. These functions greatly reduce the time and difficulty of hardware inspection in computer room， and provide a new way to ensure the security of hardware in computer rooms.

Key words： automatic scanning； WIM query； hardware-change detection； hardware information comparison； C language

機(jī)房是高校中進(jìn)行理論、實(shí)踐教學(xué)的重要場所。對學(xué)校管理人員而言，確保計(jì)算機(jī)硬件的安全至關(guān)重要?，F(xiàn)在的配置較高的機(jī)房，其計(jì)算機(jī)大多采取SSD+HDD雙硬盤、雙內(nèi)存條、雙顯卡。這給硬件安全管理帶來了挑戰(zhàn)：一臺雙硬盤、雙內(nèi)存條、雙顯卡的計(jì)算機(jī)，即使丟失了一塊SSD、一根內(nèi)存條、一塊獨(dú)立顯卡，也能正常運(yùn)行。如何才能在失竊發(fā)生后第一次開機(jī)就發(fā)現(xiàn)案情呢？如果使用人工檢查的方式，需要管理員打開機(jī)箱或用操作系統(tǒng)的設(shè)備管理器查看，這個過程需要約1分鐘。也就是說，一個50臺計(jì)算機(jī)的機(jī)房，如果手動檢查進(jìn)行硬件確認(rèn)，至少需要50分鐘。為了降低管理員檢查硬件耗費(fèi)的時(shí)間，該文提出了一種基于C語言的硬件變動檢測程序——DeviceGuard。該程序?yàn)樽詣踊膯螜C(jī)程序。該程序首次運(yùn)行時(shí)，該程序會檢測出計(jì)算機(jī)的主要硬件的數(shù)量、配置，并記錄在配置文件上。第二次之后開機(jī)時(shí)，程序會自動運(yùn)行，讀取當(dāng)前的硬件信息，寫入開機(jī)日志。之后，會與配置文件中的信息進(jìn)行比較，如果一致，程序自動退出。如果不一致，程序會顯示一個顯眼的警告窗口。與傳統(tǒng)的人工檢查相比，該程序有兩個優(yōu)點(diǎn)：第一，所有機(jī)器的硬件檢測將在開機(jī)后幾秒之內(nèi)完成。機(jī)房管理員，只需在開機(jī)后在機(jī)房走一圈，便可以完成整個機(jī)房的硬件檢查。第二，程序會將缺失的硬件寫入日志文件中，失竊后第一次開機(jī)的時(shí)間將被記錄下來，為調(diào)取監(jiān)控、獲取證據(jù)提供極大的便利。

1 DeviceGuard的總體設(shè)計(jì)

DeviceGuard是采用C語言和WIM查詢接口編寫的自動化的單機(jī)程序。WIM查詢接口是windows操作系統(tǒng)上的最為強(qiáng)大的管理工具之一。能夠輕易地獲取到系統(tǒng)日期、主機(jī)名、IP地址、CPU、內(nèi)存、顯卡等幾乎所有硬件的信息。作為應(yīng)用最廣泛的程序設(shè)計(jì)語言，C具有靈活、高效、功能強(qiáng)大的特點(diǎn)。該文用C語言、WIM的查詢接口成功地實(shí)現(xiàn)了登錄、硬件開機(jī)掃描、記錄初始信息、日志查詢等功能。

1.1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

該程序主要包括硬件自動掃描、管理功能兩個模塊?？傮w功能結(jié)構(gòu)圖如圖1所示：

1.2 硬件信息的表示、存儲

DeviceGuard以JSON字符串的形式表示硬件信息：{Date：，HostName：，IP：，CPU：Memo：，Disk：，GCard：}，各鍵的含義如下：Date——掃描日期和時(shí)間，HostName——宿主機(jī)名稱，IP——IP地址，CPU——宿主機(jī)CPU信息，Memo——宿主機(jī)內(nèi)存信息，單位：字節(jié)，Disk——宿主機(jī)磁盤，單位：字節(jié)，GCard——宿主機(jī)顯卡信息。

硬件的初始信息保存在程序目錄的初始配置文件中，開機(jī)日志保存在程序目錄的日志文件中。

2 系統(tǒng)的主要功能模塊和實(shí)現(xiàn)

2.1 自動掃描

DeviceGuard將在主機(jī)開機(jī)后自動掃描主機(jī)的CPU、內(nèi)存、硬盤、顯卡狀況，并與存放在注冊表中的初始信息進(jìn)行對比，如果發(fā)現(xiàn)信息不一致（例如內(nèi)存、硬盤容量減少，顯卡不一致），就會用控制臺窗口顯示出報(bào)警信息“硬件變動！”，引起管理員的注意。如果發(fā)現(xiàn)當(dāng)前硬件信息和初始信息一致，則不會顯示任何窗口。如圖2。

2.2 登錄

登錄是通往管理功能的關(guān)卡。只有輸入了正確的用戶名和口令之后，才能進(jìn)入管理界面。這樣防止沒有權(quán)限的用戶修改初始硬件信息。如圖3。

2.3 管理界面

管理員運(yùn)行DeviceGuard.exe，輸入正確的用戶名密碼之后，可進(jìn)入管理界面。管理界面采用簡潔的控制臺窗體，能夠進(jìn)行如圖4的操作：

2.4 重新設(shè)置初始信息

由于學(xué)?？赡軐τ?jì)算機(jī)的硬件配置進(jìn)行更改，例如內(nèi)存、硬盤的增減。本功能的作用是，在硬件信息變更之后，能夠?qū)⑿屡渲脤懭肱渲梦募?。?zhí)行此功能時(shí)，之前的配置信息會被覆蓋掉。日志中會新增一條“硬件變動”的記錄，把變更前、變更后的信息記錄在案。如圖5。

2.5 硬件信息對比

將當(dāng)前的硬件信息與注冊表中記載的信息進(jìn)行對比。并給出結(jié)論，哪一項(xiàng)硬件有差異。本功能的代碼與開機(jī)自動基本相同，區(qū)別在于：對比窗口始終顯示，直到管理員關(guān)閉程序。

2.6 查看日志

如果發(fā)生了硬件變動，例如：內(nèi)存條、硬盤失竊，U盤忘記取走，管理員需要知道最后一次硬件正常的時(shí)間和首次發(fā)現(xiàn)硬件不一致的時(shí)間，以確定責(zé)任人或U盤失主。 開機(jī)日志功能滿足了管理員的這種需求。開機(jī)日志功能會讀取日志文件，顯示每一次開機(jī)硬件掃描的結(jié)果，幫助管理員確定硬件改動發(fā)生的時(shí)間段。為確定責(zé)任人或失主提供極大的幫助。如圖6。

4 結(jié)束語

DeviceGuard借助C語言和WIM的查詢接口，實(shí)現(xiàn)了硬件監(jiān)控、防盜的功能。與傳統(tǒng)的人工檢查相比，DeviceGuard具有并發(fā)進(jìn)行、自動化、速度快的優(yōu)點(diǎn)，將管理員從繁冗的手動硬件檢查中解放出來。然而，DeviceGuard也存在一些可以改進(jìn)的空間，例如，如何改變?nèi)罩镜拇鎯Ψ绞?，使得管理員能夠進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、查詢；如何改變報(bào)警方式，使管理員不必在實(shí)驗(yàn)室走一圈。這些問題都值得進(jìn)行進(jìn)一步的嘗試和探索。

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