硬件安全完整性要求(价值上万的培训资料)
功能安全硬件设计标准
功能安全硬件设计标准
功能安全硬件设计标准是指在设计和开发过程中，确保硬件系
统在发生故障时能够保持安全性和可靠性的一系列标准和规范。
这
些标准旨在确保硬件系统在任何情况下都能够正常运行，并且在发
生故障时能够及时检测和处理，以避免对系统和用户造成损害。
功能安全硬件设计标准通常涵盖以下几个方面：
1. 硬件设计过程：功能安全硬件设计标准要求在整个硬件设计
过程中，采用系统化的方法和流程来确保系统的安全性和可靠性。
这包括对硬件系统的需求分析、设计、验证和验证等方面进行全面
的考虑和规划。
2. 故障检测和容错机制：功能安全硬件设计标准要求硬件系统
具有故障检测和容错机制，能够及时发现硬件故障并采取相应措施，以确保系统在发生故障时仍能够继续正常运行。
3. 安全性分析和评估：功能安全硬件设计标准要求对硬件系统
进行安全性分析和评估，以确定潜在的安全风险并采取相应措施进
行控制和管理，以确保系统在任何情况下都能够保持安全性和可靠性。
4. 遵循相关标准和规范：功能安全硬件设计标准通常要求硬件
系统设计符合相关的国际标准和规范，如ISO 26262（汽车行业）、IEC 61508（工业控制领域）等，以确保系统在设计和开发过程中符
合行业最佳实践。
总的来说，功能安全硬件设计标准是确保硬件系统在设计和开
发过程中能够保持安全性和可靠性的一系列规范和要求。
遵循这些
标准可以有效降低硬件系统发生故障的风险，提高系统的安全性和可靠性，保护用户和系统免受潜在的损害。
因此，在进行硬件设计时，应该严格遵循相关的功能安全硬件设计标准，以确保系统的安全性和可靠性。
电脑硬件安全与设备保护
系统稳定性
硬件安全有助于维持电脑 系统的稳定性，减少因硬 件故障导致的系统崩溃或 运行异常。
防止信息泄露
保障硬件安全可以防止敏 感信息通过损坏的硬件泄 露，保护个人和企业信息 安全。
硬件安全的威胁来源
自然灾害
如地震、洪水、火灾等自 然灾害可能导致硬件损坏 。
人为因素
如意外事故、盗窃、破坏 等人为因素也可能对硬件 安全构成威胁。
定期清洁
键盘和鼠标表面容易积聚灰尘和污 垢，影响使用效果和卫生状况，应 定期清洁。
更换损坏部件
如果键盘或鼠标出现损坏或故障， 应及时更换以避免进一步损坏或影 响正常使用。
03
电脑硬件安全与设备保护策略
电脑硬件安全与设备保护策略
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04
电脑硬件安全与设备保护技术
硬件防火墙
硬件防火墙是一种专门用于保护网络 安全的设备，它通过在硬件层面实现 防火墙功能，能够提供更高效、更安 全的网络防护。
硬件安全启动技术通常需要配合操作 系统的支持，以确保系统的安全性和 稳定性。
硬件安全检测技术
硬件安全检测技术是一种用于检测计算机硬件故障和 安全隐患的技术，它通过检测计算机硬件的状态和性
能，可以及时发现和解决潜在的安全问题。
输标02入题
硬件安全检测技术可以检测计算机的内存、硬盘、处 理器等关键部件的状态和性能，及时发现和解决潜在 的故障和问题。
03
使用可靠的数据线和电 源，避免电流的工作环境。
THANKS
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01
03
硬件安全检测技术通常需要配合专业的硬件检测工具 和软件，以提供更全面和准确的检测结果。
04
硬件安全检测技术还可以对计算机的电源、散热等辅 助设备进行检测，确保计算机系统的稳定性和安全性 。
硬件设备安全使用规范
硬件设备安全使用规范互联网和数字化时代的到来，使得硬件设备如电脑、手机、服务器等在人们的生活中扮演着愈发重要的角色。
而随之而来的是硬件设备的安全问题，不正确的使用和管理可能导致数据泄露、信息丢失甚至被黑客攻击。
为了保障个人和企业的安全，下面将提出硬件设备安全使用的规范。
1. 密码安全对于每一个使用硬件设备的用户来说，密码安全是至关重要的。
首先，确保每个账号都设置一个强密码，至少包含8个字符，且包含字母、数字以及特殊符号。
其次，不要使用相同的密码在不同的设备或账号中。
定期更换密码，并不定期地检查账号是否存在异常活动，以防止密码被盗用。
2. 系统更新定期更新硬件设备的操作系统和软件是维护设备安全的重要手段之一。
操作系统和软件提供商会修复已知的漏洞和安全问题，并为用户提供更好的保护。
因此，安装更新补丁和软件更新是减少漏洞被攻击的关键。
3. 防病毒软件和防火墙安装并定期更新防病毒软件和防火墙是保护硬件设备安全的必要措施之一。
防病毒软件可以及时检测和清除病毒、恶意软件以及其他潜在的威胁。
防火墙则可以监控网络流量，并阻止未经授权的访问。
同时，保持防病毒软件和防火墙的实时保护功能，并定期进行全面的病毒扫描。
4. 安全网络连接在使用硬件设备时，要确保网络连接的安全。
首先，避免使用公共无线网络，尤其是在进行敏感操作时。
其次，在家庭或办公场所设置无线网络时，确保使用强密码和加密方式来保护网络连接。
此外，谨慎访问和下载来历不明的文件和链接，以免引入恶意软件。
5. 数据备份数据备份是保护硬件设备安全的一项重要任务。
定期备份重要文件和数据，并将其存储在安全的位置，例如外部硬盘或云存储。
这样，即使出现硬件损坏、数据丢失或其他突发状况，用户也能够及时恢复数据，避免重要信息的永久丢失。
6. 物理安全除了网络和软件安全，用户还应该关注硬件设备的物理安全。
确保硬件设备在使用过程中不受到物理损坏或被盗窃。
可以采取以下措施增加设备的可追踪性和防盗性，如使用安全码锁定设备、设置追踪功能或保险锁等。
硬件设备安全规范
文件制修订记录1、目的和适用范围为规范在公司范围内的个人PC机（电脑）及笔记本电脑等硬件设备设施的使用，防止因违规造成的设备损坏及公司重要信息、数据的泄露或丢失，特制定本文件。
本规定主要涵盖公司范围内的所有涉及信息安全的硬件设备，主要内容为：网络服务器、客户端计算机、UPS、路由器、网络交换机、打印机、传真机、复印机、显示器、笔记本电脑、可移动存储介质等。
2、职责所有员工负责所使用范围内的电脑等硬件设备的日常安全管理，总经办负责公司所有计算机的维修和维护，并负责资产管理及安全防护。
3、工作内容及方法3.1电脑的日常使用3.1.1电脑的网络接入电脑在初始化时为每台PC分配有唯一的登录账户，员工不得随意更改所使用电脑的IP地址，更不得使用他人的账户登录，只允许使用自己的账户接入公司网络。
3.1.2电脑的防病毒软件1)所有员工的电脑在接入公司网络时都必须安装网络版的防病毒软件。
2)所有员工不得随意卸载电脑上的防病毒软件，若发现防病毒软件出现问题应及时通知总经办进行解决。
3)总经办每日早上更新病毒库服务器，病毒库服务器将新的包分发到每一台电脑上。
4)各类存储介质，凡未经过系统专门进行病毒扫描程序检查的，严禁在公司的任何计算机上使用。
3.1.3电脑的USB端口均已关闭。
3.1.4电脑时钟进行同步设置。
3.1.5电脑软件安装任何人员不得随意在电脑上安装软件，需要安装软件时，向总经办提出申请，由总经办进行软件的安装。
任何人员也不得随意升级电脑上安装的软件，只能通过总经办提供的升级包进行软件更新，在软件更新前做好备份。
3.1.6电脑用户设置所有员工的电脑管理员账号密码都由总经办设置，该账号只用做特殊情况的使用，个人不允许登录。
3.1.7电脑口令及屏保设置1)所有的电脑须设置符合规定的登录口令，所设置的口令只能由使用人知道，其他人员无权知晓。
2)所有人员的电脑口令须定期的更新（每三个月）。
3)所有电脑的屏保都由域服务器统一分配下来，并使用密码保护功能，等待时间不得长于5分钟。
硬件组装的安全操作规程
硬件组装的安全操作规程
《硬件组装安全操作规程》
一、在进行硬件组装之前，需要确保操作场所通风良好，避免尘埃积聚，并且工作台面应保持整洁。
二、在拆卸、安装硬件之前，务必切断电源并拔掉电源插头，以确保安全。
三、在组装硬件时，应先按照说明书或相关指导进行准备操作，确保组装的正确性和有效性。
四、进行硬件组装时，应佩戴相关防静电装备，如静电腕带等，以保护硬件不受静电损害。
五、在处理裸露电线或器件时，要注意避免触电，避免发生短路和其他安全隐患。
六、在硬件组装过程中，严禁使用损坏或破损的工具，以免造成操作失误或伤害。
七、组装过程中应留意硬件件与件之间的适配性，确保连接紧密且稳固。
八、完成硬件组装后，需进行全面的检查和测试，确保硬件的正常工作状态。
九、在使用完毕后，应妥善保管材料和工具，并保持操作场所的整洁和安全。
十、在遇到不清楚的问题或操作时，应及时求助专业人员或相关技术支持，以避免错误操作和安全事故的发生。
总之，硬件组装过程需要严格遵守安全操作规程，以确保操作人员和设备的安全，同时也能有效提高硬件组装的效率和质量。
硬件安全保障措施
硬件安全保障措施硬件安全保障措施是指在计算机系统硬件层面上采用的各种技术手段和措施，以确保计算机系统的安全性。
硬件安全保障措施的实施可以有效防范计算机病毒、黑客入侵、数据泄露等安全问题，保护计算机系统的机密性、完整性和可用性。
1.物理安全措施物理安全措施是指在计算机硬件设备周围设置安保措施，以保证设备的安全。
具体措施包括：（1）安装报警设备：在机房、机柜等位置安装报警器，在设备被偷窃或移动时，能够立即发出报警信号；（2）设置门禁系统：在机房或机房门口安装门禁系统，不具备权限的人无法进入机房，实现对物理设备的保护；（3）安装摄像设备：在机房或设备周围安装摄像设备，对设备进行24小时监控，发现异常情况及时发现并处理。
2.CM系统CM系统是一种基于软件和硬件的控制管理系统。
它通过对计算机设备硬件进行防盗、防破坏、防篡改的管理，实现对计算机设备的安全保护。
通过CM系统，可以实现对硬件的完整性和机密性的保护，同时保证计算机系统的高可用性。
3.加密技术加密技术是指将数据进行加密处理，使得未授权的用户无法破解密文。
在硬件层面上，可以通过在硬件上实现加密处理来保障数据的安全。
软件加密存在数据库连接可被破解的弱点，而硬件安全加密是基于硬件式安全的防御机制，通过硬件隔离和加密技术，使得攻击者无法对数据进行破解。
4.安全加固安全加固是在硬件层面上对计算机设备进行安全加固，使其更加安全。
具体措施包括使用更加安全的操作系统、安装更加安全的软件、更高的磁盘加密率以及使用更安全的虚拟机技术，加强计算机设备的安全防护。
总之，硬件安全保障措施是保障计算机系统硬件安全性的必要手段，通过科学、有效的措施，可以有效防范各种安全风险，保护计算机系统的机密性、完整性和可用性。
电脑软硬件使用安全管理
计算机软硬件使用安全管理第一章总则第一条目的为了提升员工计算机使用技能和安全意识，节省计算机维护成本，提高项目部整体工作效率，特制定计算机软硬件使用安全管理制度，请所有员工严格遵守。
第二条适用范围本制度适用项目部所有在运行的计算机及周边设备。
第二章计算机管理规定细则第三条计算机设备管理1、项目部办公计算机采取统一配备，统一管理，由物资部负责计算机的管理。
2、计算机发生自然故障时应及时向物资部相关负责人上报，由物资部管理员安排和协调处理。
3、故意损坏计算机设备，造成设备一定损失的，需由当事人向项目部赔偿损失费用。
4、各部门或员工申请计算机设备的，需事先向项目部申请及备案，再由物资部统一调配。
5、计算机使用者在午休期间或外出离开计算机时，应使计算机处于待机状态并将显示器关闭，离开较长时间的，除特殊情况外，都应该关机。
下班后，须做到关闭主机及显示器。
6、计算机使用人员每天下班前，必须检查计算机的安全状态，电源排插等是否接触良好，排除安全隐患，方可离开。
7、计算机使用人员要经常对自己使用的设备进行保养, 保持设备整洁定期对计算机周边的安全措施进行检查 ,防止意外事故的发生。
下班前需清洁显示器、机箱外壳、鼠标、键盘，做到设备表面无明显灰尘。
下班需做好电源安全检查，关机后关闭显示器，切掉电源。
第四条计算机软硬件及网络管理1、项目部办公计算机一律采用固定IP地址，由物资部统一配置，计算机使用人员不得擅自更改IP地址。
2、计算机系统由物资部统一安装和备份，计算机使用人员不得擅自安装其他系统版本。
3、上班期间，员工的工作QQ及内部通讯软件须保持在线状态，不应隐身。
4、经常对计算机的垃圾文件进行清理，对系统进行优化，漏洞进行修复，确保计算机运行速度。
5、为了保障项目部网络的通畅，禁止一次性上传或下载大型文件或频繁的下载大量数据，下载工具统一使用IE浏览器下载（右键“目标另存为”），禁止使用迅雷，QQ旋风等BT下载工具；对于必须传送或下载的超大文件，要选择网络空闲时间传送，如中午时间。
安全生产的软硬件及管理范本
安全生产的软硬件及管理范本在当前社会，安全生产是企事业单位发展的重要保障，因此，为了防止事故和意外事件的发生，在安全生产方面我们需要软硬件设施和管理措施的综合运用。
下面将介绍一些安全生产的软硬件设施和管理范本。
软设施方面，首先，建立健全的安全生产责任体系是保障安全生产的基础。
通过明确各级领导的安全生产责任和责任人的权责，在企事业单位内形成安全生产领导机构和责任体系。
其次，建立完善的安全生产制度和规章制度。
通过制定安全生产的各项制度和规章，明确各岗位职责和操作流程，从而规范生产行为，减少生产过程中的安全隐患。
另外，加强安全培训和教育是提高员工安全意识和技能的重要手段。
通过定期组织各类安全培训和教育活动，提高员工的安全意识，培养正确的安全行为习惯。
此外，定期开展安全演练和应急预案的制定和演练活动，提高企事业单位的应急处置能力。
硬设施方面，首先，合理布局和配置安全生产设施是防范事故的有效手段。
建立完善的安全检查机制，定期进行安全检查和隐患排查，及时解决安全隐患，确保生产环境的安全。
其次，安装使用先进的安全生产设备是保障生产安全的基础。
通过引进高效、稳定的安全生产设备，提高生产效率和质量，同时降低生产过程中的安全风险。
另外，加强对生产设备的维护和保养也是确保安全生产的重要环节。
定期对设备进行维修和保养，提高设备的稳定性和安全性。
管理范本方面，首先，建立完善的安全生产管理制度是提高安全生产管理水平的关键。
通过制定安全生产的各项管理制度，规范生产行为和管理流程，减少人为失误和操作不当带来的安全风险。
其次，建立科学的安全风险评估体系，及时识别和评估各类安全隐患和风险，制定相应的控制措施，确保产生事故的概率和影响降到最低。
同时，加强对重大危险源的监管与管理，针对可能引发重大事故的危险源，严格遵循国家和地方的相关规定，加强监测和控制，确保生产过程的安全。
另外，健全安全生产责任制，明确各级领导和各岗位职责，在事故发生时能够迅速、有效地组织救援和应急处置。
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超时 错误的地址解码 数据和地址的DC故障
模型 访问时间错误 无或连续仲裁
数据和地址的DC故障 模型
错误编码或错误执行 DC故障模型 DC故障模型
DC故障模型 漂移和振动 DC故障模型 漂移和振动 DC故障模型 漂移和振动
超时 错误的地址解码 影响内存数据的所有故障 数据或地址错误 访问时间错误 无或连续或错误仲裁
通道
通道 通道
诊断
2oo3
图V4 2oo3物理块图
MooN表决结构
1oo1D
这种结构包括一个带有诊断能力的功能单通道和一个诊断通道，两 者均能将输出转到安全状态。
与
1oo1
通道
的
区
别
和
诊断
联 系
？
图V5 1oo1D物理块图
MooN表决结构
1oo2D
此结构中由并联的两个通道构成，正常工作期间，两个通道都执 行安全功能。此外，如果任一通道中诊断测试检测到一个故障，则 将采用输出表决，因此整个输出状态则按照另一通道给出的输出状 态。
硬件安全完整性要求
机械工业仪器仪表综合技术经济研究所 副总工程师 全国工业过程测量与控制标准化技术委员会 系统及功能安全分技术委员会
（SAC/TC124/SC10）副主任委员
史学玲教授
安全完整性
SIL
硬件安全完整性
系统安全完整性
硬件安全完整性要求
硬件安全完整性要求
结构约束
随机硬件失效
硬件 故障 裕度
安全失效分数
<60% 60% - <90% 90% - <99% ≥ 99%
0 SIL1 SIL2 SIL3 SIL3
硬件故障裕度 1
SIL2 SIL3 SIL4 SIL4
2 SIL3 SIL4 SIL4 SIL4
B类安全相关子系统的结构约束
满足下列条件的子系统可视为B类： a) 至少一个组成部件的失效模式未被很好地定义；或 b) 故障状况下子系统的行为不能完全确定；或 c) 通过现场经验获得的可靠的数据不够充分，不足以显示出满足所声明的检测到的和 未检测到的危险失效的失效率。
分离硬件 数字I/O 模拟I/O 电源
总线 一般要求 内存管理单元 直接内存访问 总线仲裁 （见注1）
CPU 寄存器，内部RAM 编码和执行，包括标记 寄存器 地址计算 程序计数器，堆栈指针
A.3， A.7， A.9， A.11
固定故障（Stuck-at） 固定故障（Stuck-at） 固定故障（Stuck-at）
80%
多个传感器 2oo3, 2oo4
90%
安全失效分数（SFF）
SFF计算示例 SFF＝
λ λ Σ S ＋ Σ DD λ λ λ Σ S ＋ Σ DD ＋ Σ DU
例：
器件
λ
①
200
②
100
DC
λS
60％
100
99％
100
90％
50
λDD 60 99 45
单元：FIT（10E-09)
λDU 40 1 5
典型B类子系统： 基于微处理器的设备，或具有复杂自定义逻辑的设备。
安全失效分数
<60% 60% - <90% 90% - <99% ≥ 99%
0 不允许
SIL1 SIL2 SIL3
硬件故障裕度 1
SIL1 SIL2 SIL3 SIL4
2 SIL2 SIL3 SIL4 SIL4
MooN表决结构
定义：
DC= Σ λDD Σ λD
—— 诊断覆盖率：
检测到的 安全失效λSD
未被检到的 安全失效 λSU
未检测到 的危险失
效λDU
—— 检测到的危险失效的概率； —— 危险失效的概率。
检测到的 危险失效 λDD
诊断覆盖率DC
用法：
λD * DC = λDD λD * （1-DC ）= λDU
设备的诊断覆盖率计算： • 设备研发制造企业的工作； • 设计和工程单位可直接向产品供应商索取
通道 诊断
图V1 1oo1物理块图
MooN表决结构
1oo2
此结构由两个并联的通道构成，无论那一个通道都能处理安全功能。 因此，如果两个通道都存在危险失效，则在要求时某个安全功能失 效。假设任何诊断测试仅报告发现故障，但并不改变任何输出状态 或输出表决。
通道1
诊断
1oo2
通道2
图V2 1oo2物理块图
的短路。
表A.2 电气子系统的诊断技术措施及覆盖率
诊断 技术/措施
安全 失效 分数
指定 结构
组合 部件
IEC61508
ISO13849
PFD /PFH
共因 失效 因子
失效 概率
MTTFd
IEC61508
诊断覆盖率DC
ISO13849
1
结构约束
结构约束—IEC61508
硬件安全功能所声明的最高安全完整性等级，受限于硬件故障裕度和执行该安全功 能的子系统的安全失效分数。
漂移和振动
DC故障模型 漂移和振动
最终元件
A.15
固定故障（Stuck-at）
DC故障模型
漂移和振动
DC故障模型 漂移和振动
注1：总线仲裁是一种决定哪个设备具有总线控制权的机制。 注2：固定故障（Stuck-at）是一种故障种类，可以用部件引脚的连续 “0”或“1”或 “on”来表示。 注3：“DC故障模型”（DC为直流）包括的失效模式有：固定故障（Stuck-at）、固定开故障（Stuck-open），开路或高阻抗输出以及信号线间
检测到的 安全失效λSD
未被检到的 安全失效 λSU
未检测到 的危险失
效λDU
检测到的 危险失效 λDD
安全失效分数（SFF）
安全失效分数体现的是子系统在线诊断的能力 可同时提高可用性与安全性 其优点取决于具体的系统结构
用法： 与硬件故障裕度（HFT）一起，用来验证硬件结构约束
的安全完整性。
安全失效分数（SFF）
危险失效分为检测到的危险失效λDD与未检测到的危险失效 λDU。检 测到的危险失效取决于故障检测措施的有效性,对系统中每一个单独 部件都要评估DC。
λDD = λD ⋅ DC d λDU = λD ⋅ (1− DC d )
安全失效分数（SFF）
传感器的诊断：
单个传感器
60%
二个传感器
数据和地址的DC故障模型 内存单元的动态交叉 无寻址、错误寻址或多重寻址 未定义失效假设 未定义失效假设 DC故障模型
表A.1 在操作过程中要检测或在推导安全失效分数中要分析的故障或失效
部件
见表
低（60%）
对所声明的诊断覆盖率或安全失效分数的要求
中（90%）
高（99%）
中断处理
A.4
无或连续中断
无或连续中断 中断的交叉
λS＋λDD 160 199 95
例1：SFF＝（（100+50）＋（60+45））/（200+100）=85％ 例2：SFF＝（（100+50）＋（99+45））/（200+100）=98％
1
诊断覆盖率
诊断覆盖率DC
定义：
进行自动诊断测试而导致的硬件危险失效概率的降低部分。
式中： DC
λDD λD
对于这些要求： 硬件故障裕度N意味着N+1个故障会导致安全功能的丧失，在确定硬件故障裕度时 不考虑其它可能控制故障影响的措施，如诊断； 若一个故障可直接引起一个或几个后续故障的发生，这些故障可视为单个故障； 在确定硬件故障裕度时，如果相对于子系统安全完整性而言某些故障出现的可能性 很小，这些故障可不考虑。不考虑这类故障的合理性应被证明和文档化。 子系统安全失效分数的定义为子系统的平均安全失效率加检测到的平均危险失效率 与子系统总平均失效率之比。
如果诊断测试在两个通道同时检测到故障、或者检测到两个通道 间存在的差异时，输出则转到安全状态。为了检测两个通道间的差 异，通过一种与另一通道无关的方法，无论其中那个通道都能确定 另一通道的状态。
1oo2D
MooN表决结构
通道
诊断 诊断
1oo2D
通道 图V6 1oo2D物理块图
安全PLC结构的变化
MooN表决结构
时钟（石英）
A.12
分谐波或超谐波
分谐.13
错误的数据或地址
不传输
影响内存数据的所有故障 错误的数据或地址 错误的传输时间 错误的传输顺序
影响内存数据的所有故障 错误的数据或地址 错误的传输时间 错误的传输顺序
传感器
A.14
固定故障（Stuck-at）
DC故障模型
1 提高诊断覆盖率的措施
提高诊断覆盖率的措施
为达到诊断覆盖率的相应级别（见附录C），表A.1给出了为控制硬件失 效而由技术和措施检测出的故障和失效的要求。表A.2-表A.15支持表A.1的 要求，为诊断测试推荐了技术和措施，并推荐了使用这些技术和措施可实现 的最高的诊断覆盖率等级。这些测试可以连续地或定期地进行。这些表并不 取代7.4的任何要求。表A.2~表A.15并不详尽，当然还可使用其他技术和措 施，只要提供相应的证据，保证支持所声明的诊断覆盖率。 1：GB/T20438.7的附录A给出了这些表中所有技术和措施的概述。表A.2～表 A.15的第二列给出了要求所在的条款。 2：诊断覆盖率的低、中和高3级分别定量为60%、90%和99%。
安全失效分数（SFF）
安全失效分数（SFF）
定义：
实际意义上的安全失效率占总失效率的百分比
SFF =
Σ λDD + Σ λS Σλ
其中： λDD —— 检测到的危险失效的概率； λS —— 安全失效的概率。 λ —— 总的失效概率。