CN109446813A - 一种主板bios防篡改及自动恢复方法 - Google Patents

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杨晓龙
张霁莹
郑伟
任荣耀
刘世杰
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Abstract

本发明涉及一种主板BIOS防篡改及自动恢复方法，其技术特点在于：包括以下步骤：步骤1、计算机上电后协处理模块首先启动，并通过主板启动控制电路，使计算机主板BIOS暂不启动；步骤2、使协处理模块获取BIOS访问权限；步骤3、协处理模块对主板BIOS进行度量，并根据度量结果判定主板BIOS是否被篡改；步骤4、通过设置总线开关，使主板CPU获取BIOS访问权限；步骤5、计算机完成正常启动；步骤6、BIOS正常启动工作。本发明在计算机BIOS被非法用户篡改后，能够通过防止BIOS程序被恶意植入非法代码，把住攻击发起的源头关，保证了计算机的源头安全性。

Description

一种主板BIOS防篡改及自动恢复方法
技术领域
本发明属于计算机信息安全技术领域，尤其是一种主板BIOS防篡改及自动恢复方法。
背景技术
随着国家信息化建设的持续深化，信息安全问题已经逐渐成为制约国家信息化发展的主要障碍之一。
其中，BIOS(Basic Input/Output System)在计算机中起到了最基础的而又最重要的作用，它为计算机提供最底层、最直接的硬件控制，计算机的原始操作都是依照固化在BIOS里的内容来实现的。它是硬件与软件程序之间的一个接口，负责解决硬件的即时需求，并按照软件对硬件的操作要求具体执行，但是BIOS被非法入侵者篡改后，攻击者会依靠计算机的其他途径或环境来携带恶意代码进行破坏计算机或者窃取计算机中的关键数据，而传统计算机架构和信息安全产品无法满足需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种设计合理、安全可靠的主板BIOS防篡改及自动恢复方法。
本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：
一种主板BIOS防篡改及自动恢复方法，包括以下步骤：
步骤1、计算机上电后协处理模块首先启动，并通过主板启动控制电路，使计算机主板BIOS暂不启动；
步骤2、通过设置总线开关，使协处理模块获取BIOS访问权限；
步骤3、协处理模块对主板BIOS进行度量，并根据度量结果判定主板BIOS是否被篡改；如果发现主板BIOS数据被非法篡改，则对计算机主板BIOS进行恢复；
步骤4、通过设置总线开关，使主板CPU获取BIOS访问权限；
步骤5、协处理模块通过主板启动控制电路，使计算机完成正常启动；
步骤6、主板CPU读取BIOS代码，使得BIOS正常启动工作。
而且，所述步骤2的具体方法为：BIOS总线开关置于1-2连通位置，使协处理模块CPU对主板BIOS芯片进行数据读取/写入操作；
而且，所述步骤3的具体步骤包括：
(1)协处理模块将读取的BIOS FLASH数据送入HASH杂凑算法核，并读取计算后的BIOS杂凑运算结果；
(2)协处理模块从预期值存放区读取BIOS的杂凑预期值，并与步骤3第(1)步计算的BIOS杂凑运算结果进行比较，完成对计算机主板BIOS数据进行完整性验证，获知BIOS是否被篡改；
(3)协处理模块如果发现主板BIOS数据被非法篡改，则从BIOS备份芯片读取BIOS正确数据，对计算机主板BIOS进行写入恢复；如果数据对比正常，则跳过此步骤；
而且，所述步骤4的具体方法为：总线开关置于1-3连通位置，使主板CPU能够对主板BIOS芯片进行数据读取/写入操作，BIOS控制权交给主板BIOS。
本发明的优点和有益效果：
1、本发明增设协处理模块，作为计算机系统启动信任根，先于计算机cpu启动，采用HASH算法对计算机的BIOS进行完整性度量，并与预期值进行比较，预期值正常，将控制权交给计算机cpu，计算机复位启动；预期值不正常，从备份芯片恢复被篡改BIOS数据，且每次开机都进行度量和预期值比较，确保BIOS控制权交接过程的安全可靠。在计算机BIOS被非法用户篡改，出现安全隐患或导致工作瘫痪后，能够通过防止BIOS程序被恶意植入非法代码，把住攻击发起的源头关，进行强制访问控制，保证了计算机的源头安全性。
2、本发明有效提高了计算机系统的安全性，实现“防失窃密”、“防系统破坏”、“确保系统可用”的安全目标，为从根本上解决当前计算机信息系统存在的安全问题奠定了基础。
附图说明
图1是本发明的计算机启动处理流程图；
图2是本发明的计算机启动工作原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例作进一步详述：
一种主板BIOS防篡改及自动恢复方法，如图1和图2所示，包括以下步骤：
步骤1、计算机上电后协处理模块首先启动，并通过主板启动控制电路，使计算机主板BIOS暂不启动；
步骤2、通过设置总线开关，使协处理模块获取BIOS访问权限；
在本实施例中，所述步骤2的具体方法为：BIOS总线开关置于1-2连通位置，使协处理模块CPU对主板BIOS芯片进行数据读取/写入操作；
步骤3、协处理模块对主板BIOS进行度量，并根据度量结果判定主板BIOS是否被篡改；如果发现主板BIOS数据被非法篡改，则对计算机主板BIOS进行恢复；
所述步骤3的具体步骤包括：
(1)协处理模块将读取的BIOS FLASH数据送入HASH杂凑算法核，并读取计算后的BIOS杂凑运算结果(摘要值)；
(2)协处理模块从预期值存放区读取BIOS的杂凑预期值，并与步骤3第(1)步计算的BIOS杂凑运算结果进行比较，完成对计算机主板BIOS数据进行完整性验证，获知BIOS是否被篡改；
(3)协处理模块如果发现主板BIOS数据被非法篡改，则从BIOS备份芯片读取BIOS正确数据，对计算机主板BIOS进行写入恢复；如果数据对比正常，则跳过此步骤；
步骤4、通过设置总线开关，使主板CPU获取BIOS访问权限；
在本实施例中，所述步骤4的具体方法为：总线开关置于1-3连通位置，使主板CPU能够对主板BIOS芯片进行数据读取/写入操作，BIOS控制权交给主板BIOS；
步骤5、协处理模块通过主板启动控制电路，使计算机完成正常启动；
步骤6、主板CPU读取BIOS代码，使得BIOS正常启动工作。
在本实施例中，BIOS完整性度量设计实施方法为：
系统初装采集BIOS预期值；
采用HASH算法对BIOS常量区数据计算摘要值；
与协处理模块预期值比较判断是否被篡改。
在本实施例中，BIOS恢复机制实施方法：
协处理模块配置同等空间大小存储芯片；
备份BIOS芯片二进制初装数值；
预期值比较失败，从备份BIOS芯片读取初装数值，回写到主板BIOS芯片实现恢复功能。
本发明的工作原理为：
本发明的系统开机启动流程区别于普通计算机系统，协处理模块作为整个系统的可信根，包括BIOS总线开关、协处理器模块CPU、BIOS备份(存储主板BIOS数值的备份)、HASH杂凑算法核和预期值存放区。
计算机上电后，协处理模块首先工作，BIOS总线开关置协处理器CPU与主板BIOS连接，协处理模块对BIOS进行完整性验证，验证成功后才将BIOS控制权交接给计算机主板。通过以上流程控制，确保计算机BIOS的安全可靠。
需要强调的是，本发明所述实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种主板BIOS防篡改及自动恢复方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、计算机上电后协处理模块首先启动，并通过主板启动控制电路，使计算机主板BIOS暂不启动；
步骤2、通过设置总线开关，使协处理模块获取BIOS访问权限；
步骤3、协处理模块对主板BIOS进行度量，并根据度量结果判定主板BIOS是否被篡改；如果发现主板BIOS数据被非法篡改，则对计算机主板BIOS进行恢复；
步骤4、通过设置总线开关，使主板CPU获取BIOS访问权限；
步骤5、协处理模块通过主板启动控制电路，使计算机完成正常启动；
步骤6、主板CPU读取BIOS代码，使得BIOS正常启动工作。
2.根据权利要求1所述的一种主板BIOS防篡改及自动恢复方法，其特征在于：所述步骤2的具体方法为：BIOS总线开关置于1-2连通位置，使协处理模块CPU对主板BIOS芯片进行数据读取/写入操作。
3.根据权利要求1所述的一种主板BIOS防篡改及自动恢复方法，其特征在于：所述步骤3的具体步骤包括：
(1)协处理模块将读取的BIOSFLASH数据送入HASH杂凑算法核，并读取计算后的BIOS杂凑运算结果；
(2)协处理模块从预期值存放区读取BIOS的杂凑预期值，并与步骤3第(1)步计算的BIOS杂凑运算结果进行比较，完成对计算机主板BIOS数据进行完整性验证，获知BIOS是否被篡改；
(3)协处理模块如果发现主板BIOS数据被非法篡改，则从BIOS备份芯片读取BIOS正确数据，对计算机主板BIOS进行写入恢复；如果数据对比正常，则跳过此步骤。
4.根据权利要求1所述的一种主板BIOS防篡改及自动恢复方法，其特征在于：所述步骤4的具体方法为：总线开关置于1-3连通位置，使主板CPU能够对主板BIOS芯片进行数据读取/写入操作，BIOS控制权交给主板BIOS。
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