技术限制与安全性考量 (技术限制与安全的区别)

技术限制与安全性考量：深度解析两者的差异与联系

一、引言

随着科技的飞速发展，数字化时代为我们带来了前所未有的便利和高效。
在这个过程中，技术限制与安全性考量成为我们必须面对和解决的两大核心问题。
这两者之间究竟存在怎样的差异与联系？本文将详细解析技术限制与安全性考量的概念、差异及其相互关系，以期为读者提供一个清晰全面的视角。

二、技术限制的概念及内涵

技术限制主要是指由于技术条件、资源限制、人为因素等造成的某种技术无法发挥其最大性能或无法达到预期效果的现象。
这些限制可能来自于硬件设备的性能、软件功能的设计、网络环境的限制、开发人员的技能等多方面因素。
技术限制在某种程度上制约了技术的发展和应用，需要我们通过改进技术、优化资源配置、提高人员素质等方式来突破。

三、安全性考量的概念及重要性

安全性考量则是在技术研发、应用、运行过程中，对可能出现的安全隐患、风险进行的预测、防范和应对措施的研究与考虑。
随着网络安全威胁、数据泄露等安全问题的日益严重，安全性考量已经成为数字化时代不可忽视的重要议题。
安全性考量旨在确保技术的稳定运行，保护用户数据安全和隐私权益，避免因技术漏洞导致的损失和风险。

四、技术限制与安全性考量的差异

1. 焦点不同：技术限制的焦点在于技术的性能和功能，关注的是技术能否达到预期效果，能否满足用户需求。而安全性考量则关注技术的安全性和稳定性，关注的是技术是否存在安全隐患，能否抵御网络攻击和数据泄露等风险。
2. 侧重点不同：技术限制主要侧重于技术的研发和应用的限制因素，需要我们从技术本身、资源、环境等方面寻找突破。而安全性考量则侧重于技术的风险管理和安全防护，需要我们建立完善的安全体系，提高安全防范能力。

五、技术限制与安全性考量的关系

尽管技术限制与安全性考量存在明显的差异，但二者在实际应用中却有着紧密的联系。
技术限制可能导致安全问题的出现。
例如，由于技术条件的限制，某些安全功能可能无法实现或难以实现，从而引发安全隐患。
安全性考量也可能对技术突破形成挑战。
在某些情况下，为了实现更高的安全性能，可能需要突破现有的技术限制，这对技术研发和应用提出了更高的要求。
因此，我们在面对技术限制时，必须充分考虑其对安全性的影响，制定合理的应对策略。
同时，在研发和应用技术时，也需要将安全性考量纳入整体考虑范畴，确保技术的安全性和稳定性。

六、如何平衡技术限制与安全性考量

1. 加强技术研发和创新：通过提高技术水平，突破现有技术限制，为安全功能的实现提供支持。
2. 优化资源配置：合理分配资源，确保技术研发和应用过程中的资源需求得到满足。
3. 建立完善的安全体系：从制度建设、人员管理、技术应用等多方面入手，建立完善的安全体系，提高安全防范能力。
4. 加强安全意识培训：提高技术研发人员的安全意识，使其在研发过程中充分考虑安全因素。
5. 定期评估与审查：对技术的安全性和稳定性进行定期评估与审查，及时发现并处理安全隐患。

七、结语

技术限制与安全性考量是数字化时代我们必须面对和解决的两大核心问题。
我们在面对技术挑战时，需要充分理解并平衡这两者之间的关系，以确保技术的稳定发展与应用。

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NoSQL数据库是否意味着缺乏安全性？

NoSQL薄弱的安全性会给企业带来负面影响。 Imperva公司创始人兼CTO Amichai Shulman如是说。 在新的一年中，无疑会有更多企业开始或筹划部署NoSQL。 方案落实后就会逐渐发现种种安全问题，因此早做准备才是正确的选择。 作为传统关系型数据库的替代方案，NoSQL在查询中并不使用SQL语言，而且允许用户随时变更数据属性。 此类数据库以扩展性良好著称，并能够在需要大量应用程序与数据库本身进行实时交互的交易处理任务中发挥性能优势，Couchbase创始人兼产品部门高级副总裁James Phillips解释称：NoSQL以交易业务为核心。 它更注重实时处理能力并且擅长直接对数据进行操作，大幅度促进了交互型软件系统的发展。 Phillips指出。 其中最大的优势之一是能够随时改变(在属性方面)，由于结构性的弱化，修改过程非常便捷。 NoSQL最大优势影响其安全性　NoSQL的关键性特色之一是其动态的数据模型，Shulman解释道。 我可以在其运作过程中加入新的属性记录。 因此与这种结构相匹配的安全模型必须具备一定的前瞻性规划。 也就是说，它必须能够了解数据库引入的新属性将引发哪些改变，以及新加入的属性拥有哪些权限。 然而这个层面上的安全概念目前尚不存在，根本没有这样的解决方案。 根据Phillips的说法，某些NoSQL开发商已经开始着手研发安全机制，至少在尝试保护数据的完整性。 在关系型数据库领域，如果我们的数据组成不正确，那么它将无法与结构并行运作，换言之数据插入操作整体将宣告失败。 目前各种验证规则与完整性检查已经比较完善，而事实证明这些验证机制都能在NoSQL中发挥作用。 我们与其他人所推出的解决方案类似，都会在插入一条新记录或是文档型规则时触发，并在执行过程中确保插入数据的正确性。 Shulman预计新用户很快将在配置方面捅出大娄子，这并非因为IT工作人员的玩忽职守，实际上主要原因是NoSQL作为一项新技术导致大多数人对其缺乏足够的知识基础。 Application Security研发部门TeamSHATTER的经理Alex Rothacker对上述观点表示赞同。 他指出，培训的一大问题在于，大多数NoSQL的从业者往往属于新生代IT人士，他们对于技术了解较多，但往往缺乏足够的安全管理经验。 如果他们从传统关系型数据库入手，那么由于强制性安全机制的完备，他们可以在使用中学习。 但NoSQL，只有行家才能通过观察得出正确结论，并在大量研究工作后找到一套完备的安全解决方案。 因此可能有90%的从业者由于知识储备、安全经验或是工作时间的局限而无法做到这一点。 NoSQL需在安全性方面进行优化　尽管Phillips认同新技术与旧经验之间存在差异，但企业在推广NoSQL时加大对安全性的关注会起到很大程度的积极作用。 他认为此类数据存储机制与传统关系类数据库相比，其中包含着的敏感类信息更少，而且与企业网络内部其它应用程序的接触机会也小得多。 他们并不把这项新技术完全当成数据库使用，正如我们在收集整理大量来自其它应用程序的业务类数据时，往往也会考虑将其作为企业数据存储机制一样，他补充道。 当然，如果我打算研发一套具备某种特定功能的社交网络、社交游戏或是某种特殊web应用程序，也很可能会将其部署于防火墙之下。 这样一来它不仅与应用程序紧密结合，也不会被企业中的其它部门所触及。 但Rothacker同时表示，这种过度依赖周边安全机制的数据库系统也存在着极其危险的漏洞。 一旦系统完全依附于周边安全模型，那么验证机制就必须相对薄弱，而且缺乏多用户管理及数据访问方面的安全保护。 只要拥有高权限账户，我们几乎能访问存储机制中的一切数据。 举例来说，Brian Sullivan就在去年的黑帽大会上展示了如何在完全不清楚数据具体内容的情况下，将其信息罗列出来甚至导出。 而根据nCircle公司CTO Tim ‘TK’ Keanini的观点，即使是与有限的应用程序相关联，NoSQL也很有可能被暴露在互联网上。 在缺少严密网络划分的情况下，它可能成为攻击者窥探存储数据的薄弱环节。 因为NoSQL在设计上主要用于互联网规模的部署，所以它很可能被直接连接到互联网中，进而面临大量攻击行为。 其中发生机率最高的攻击行为就是注入式攻击，这也是一直以来肆虐于关系类数据库领域的头号公敌。 尽管NoSQL没有将SQL作为查询语言，也并不代表它能够免受注入式攻击的威胁。 虽然不少人宣称SQL注入在NoSQL这边不起作用，但其中的原理是完全一致的。 攻击者需要做的只是改变自己注入内容的语法形式，Rothacker解释称。 也就是说虽然SQL注入不会出现，但JavaScript注入或者JSON注入同样能威胁安全。 此外，攻击者在筹划对这类数据库展开侵袭时，也很可能进一步优化自己的工具。 不成熟的安全技术往往带来这样的窘境：需要花费大量时间学习如何保障其安全，但几乎每个IT人士都能迅速掌握攻击活动的组织方法。 因此我认为攻击者将会始终走在安全部署的前面，Shulman说道。 遗憾的是搞破坏总比防范工作更容易，而我们已经看到不少NoSQL技术方面的公开漏洞，尤其是目前引起热议的、以JSON注入为载体的攻击方式。 NoSQL安全性并非其阻碍　然而，这一切都不应该成为企业使用NoSQL的阻碍，他总结道。 我认为归根结底，这应该算是企业的一种商业决策。 只要这种选择能够带来吸引力巨大的商业机遇，就要承担一定风险，Shulman解释道。 但应该采取一定措施以尽量弱化这种风险。 举例来说，鉴于数据库对外部安全机制的依赖性，Rothacker建议企业积极考虑引入加密方案。 他警告称，企业必须对与NoSQL相对接的应用程序代码仔细检查。 换言之，企业必须严格挑选负责此类项目部署的人选，确保将最好的人才用于这方面事务，Shulman表示。 当大家以NoSQL为基础编写应用程序时，必须启用有经验的编程人员，因为客户端软件是抵挡安全问题的第一道屏障。 切实为额外缓冲区的部署留出时间与预算，这能够让员工有闲暇反思自己的工作内容并尽量多顾及安全考量多想一点就是进步。 综上所述，这可能与部署传统的关系类数据库也没什么不同。 具有讽刺意味的是，近年来数据库应用程序在安全性方面的提升基本都跟数据库本身没什么关系，nCircle公司安全研究及开发部门总监Oliver Lavery如是说。

浮思特| 电池快充技术解析

探索电池快充的秘密：技术突破与安全挑战

在移动设备的世界里，电池续航能力无疑是提升用户体验的基石。 尽管容量的增加无疑延长了设备的使用时间，但如何缩短充电时间，即实现快充，却给设计者带来了全新的挑战与考量。

容量与续航：平衡的艺术

随着移动设备功能的日益强大，功率需求的提升迫使OEM厂商寻求通过提升电池容量来维持长久的使用期限。 然而，大容量电池的充电过程必须兼顾安全性，尤其在大电流充电时，如何确保电池组的阻抗匹配和初始容量的兼容性，是技术的关键所在。

电量计与充电器的协同

电量计，作为电池充电系统的核心组件，它在主机端或电池组中的存在，标志着电池的充电状态（SOC），记录了从放电到充满的时间。 它与充电器紧密合作，通过非易失性存储器存储个性化的充电配置，实现智能充电模式，使MCU得以专注于处理来自电池组的警报信号，确保充电过程的精确控制。

安全快充的保障

智能快充器扮演着守护者的角色，它不仅要监控电池温度和环境温度，还要灵活调整充电电流和终止电压，以实现安全充电，同时延长电池寿命。 在并行充电中，交叉充电的时机和条件的控制，是防止电池过热，甚至热失控的关键步骤。

热量管理与效率

电流的增加必然带来热量的生成，这就需要巧妙的热管理策略。 通过环境热休克补偿，实时调整充电电流以适应环境温度，能有效防止电池过热。 然而，这需要充电器的灵活性和传感器的精确反馈，以在快速充电与安全性的微妙平衡中找到最佳点。

电池瞬态回应优化（BTO）的策略

电池瞬态回应优化技术通过动态调整电流供应，确保电池在安全电压范围内工作。 这种精细的操作，使得电池在享受快速充电带来的便利的同时，也保障了其长寿命和稳定性。

技术的挑战与未来

电池快充的道路上，设计者们面临着多重挑战：如何设计出能适应各种需求的灵活充电系统，如何高效管理热量，提升电池充电的效率，以及确保电池始终处于安全的工作区间。 这些挑战需要对电池系统深入理解，以及精细的电池管理技术，共同推动着电池快充技术的持续发展和进步。

在继电保护行业中，那什么是功能安全？

功能安全简介对于客户而言，一个工业系统的什么特性最重要？相信会有不少回答，但可以肯定的是，其中一定有个答案是－安全！那什么是安全？是完全没有危险，不受威胁，不出事故的状态和过程吗？恐怕这种绝对的安全在自然界中并不存在。 在IEC-4中有对于安全更合乎实际的定义，安全就是没有不可接受的风险。 用个更通俗的表述来说，就是当一个系统的风险降低到可接受的范围时，那这个系统就是安全的。 那什么又是功能安全呢？IEC-4中的定义是功能安全是整体安全的组成部分，它取决于系统或设备对于其输入的正确响应。 笔者更愿意用另外一种定义来理解功能安全：在系统或者某个设备发生随机失效、系统失效或者共因失效，都不会导致对人员或者环境产生危害，那这个系统就是在功能上是安全的。 功能安全在各行业的应用现状　2000年出台的IEC是一个基础标准，是应用最广泛的功能安全国际标准。 由此功能安全做为独立的安全学科，开始自成体系。 IEC考虑了所有与安全相关的系统的整体、硬件和软件生存周期阶段，为安全系统实现必要的功能安全提供了一个规范安全需求的方法，并把风险做为一个度量危险的指标，用安全完整性等级来说明一个统一的安全目标。 在IEC基础上，很多行业都衍生出了各自的行业安全标准，用于指导各自行业对于安全产品的开发。 具体可以参见图1。 这些标准有力的推进了功能安全在机械、化工、航空航天、核能、医药的应用。 特别是在过程控制领域里，几乎所有制造仪表和控制系统的公司都有对于安全完整性SIL(Safty Integrity Level)的明确要求，有很多符合IEC标准并达到了SIL3的等级认证的产品，比如安全PLC、安全仪表等。 但实事求是的说，就现况而言，对于产品的功能安全的要求虽然已经显现出来，在工业控制领域尤其明显，但由于现有技术和成本的局限，功能安全还没有成为一个强制标准，但又势在必行。 其现状就象处于一个需求爆发的前夜。 继电保护行业对功能安全的需求　从功能安全的角度来说，一个典型的中压系统的继电保护应用具有如下两个主要功能：　1）可用性：在正常情况下，继电保护装置不影响电网上的电力设备正常运行。 2）安全性：在某一设备出现故障，产生过载、短路异常情况时，继电保护装置能迅速隔离故障，保护电网上其它电力设备不受损坏，把故障缩小到最小范围。 可用性其实就是在继电保护行业中常说的不误动，这种误动通常会导致部分和全部的电网设备功能的丧失，也通常会导致巨大的经济损失。 安全性其实就是在继电保护行业中常说的不拒动，过载、短路出现时如果拒动，过热的电力设备或者电缆会导致起火，某些情况下甚至是爆炸，这种情况的后果通常会导致人身伤害。 因此，继电保护行业对于功能安全是有明确的需求的。 还要提出的一点是，继电保护装置在维护时，其保护功能不可用，对于可用性和安全性都是有影响的。 继电保护行业中现在对于功能安全的需求还没有大规模展开，至今只有极少数的具有前瞻视野的公司开发出了符合IEC认证的继电保护装置，比如施耐德电气的Sepam S80。 但随着用户对安全认识的不断提高和世界各国对电力系统安全要求的不断提高，功能安全要求对继电保护装置将会是一个不可避免的趋势。 一个继电保护产品的SIL认证过程完成一个继电保护产品的SIL认证过程非常复杂，时间跨度很长，涉及面也很宽。 由于篇幅所限，笔者选取了这个过程中的几个方面供大家参考。 ■研发流程要求　对于研发流程的要求是为了降低继电保护产品的系统失效。 这个要求可以分为两个层次，第一层次是看这个研发组织是否通过了基本的认证，比如公司的ISO9001/认证, 软件的CMM/CMMI认证；第二层次就是看这个研发组织所使用的研发流程是否完善，研发流程的执行是否彻底，在项目中使用的方法和工具是否成熟，研发过程中的文档是否完整等等。 这些要求实际上考量的是一个公司的成熟度，达到这些要求需要的是长年累月的积累，而不可能是一蹴而就。 值得提醒的是，根据笔者的经验，研发流程往往很受重视，而产品的生产、运行和维护流程却最容易被忽视，但功能安全是涵盖整个产品生命周期的，任何一个阶段的流程不完善都会影响到该产品的SIL认证结果。 ■研发团队技能要求IEC 中对于研发团队技能有6个要求：所有成员都了解自己的职责；所有需求都要被识别；所有成员的能力能够被流程保证；所有需要的技能都需要被考虑；所有成员的能力需要文档化；以上所有要求能被监控。 以下就是根据这六项要求，对该继电器开发团队技能认证的实现方式：1）定义出这个继电保护装置的生命周期内所有的功能；2）定义出每个功能所需的人员角色；　3）定义出每个人员角色的能力水平；通常分为3个等级。 4）在项目开始前检查项目成员和角色之间的能力差距；　5）每个人的能力差距定义培训计划；比如要求研发团队所有人员都要经过功能安全基础知识的培训，主要人员还要经过更深入的功能安全知识的培训，核心人员具有认证过的功能安全工程师资质等。 6）定期检查以上工作；　7）行为都要有记录；比如所有人员的相关知识能力和相关培训，都被记录下来，所有这些信息在后期的第三方评审中将非常有效。 ■SFF要求　SFF(safe failure fraction)衡量的是继电保护产品的随机失效水平，要计算SFF首先需要描述系统的状态图，图3就是某继电保护器的安全状态图。 圆形的是状态节点，弧线是状态转移，弧线上的数字是发生的概率。 通过这个状态图，就可以知道这个系统的整个状况和行为。 这个图也是计算随机失效概率的基础。 绿色代表安全状态；红色代表危险状态；黄色代表降级状态，但在此状态下系统仍然安全。 按IEC的定义，其将失效分为，λS安全失效和λD危险失效，其中危险失效λD又分为可检测的危险失效λDd和不能被检测的危险失效λ安全失效分数计算公式为：根据IEC中的定义，继电器属于TypeB系统，其SIL等级及对应的SFF分数和HFT（Hardware fault tolerance）。 为达到SIL2的SFF分数，该继电保护器采用了很多方法，比如冗余的输入通道，来增加λDd，提高危险失效中的可检测比例，从而提高SFF；主处理器和协处理器设计以实现两个CPU的互相检测，从而提高CPU部分的危险失效的可检测比例；在硬件上做了很多回读设计；软件上做了很多自测功能，这些措施增加了λDd，提高了SFF，此外还包括谨慎的选择器件和供应商，降低λD；更合理的系统设计，提高λs降低λD等。 主处理器和协处理器分别实现了对模拟通道和数字通道各个子功能模块进行验证，并实现对自身的自检功能；同时，为了提高两个处理器检测性能，这两个处理器又能互检，通过比较自检结果和互检结果，一旦模块有异常情况出现，整个系统就会进入安全状态。 ■ PFD要求尽管通过采用各种措施，该继电器SFF能够达到大于90%的目标，但实际应用中不可检测的危险失效始终是存在的，而只有proof test才能检测到λDu。 满足PFD(Probability of Failure on Demand)的要求，最重要的是对于proof test interval(诊断测试间隔)的要求。 Proof Test越频繁，这个系统的安全性信心就越高，但显然，proof test时这个系统是不可用的，这通常会带来经济上的损失。 从经济上看，proof test是越少越好。 通常需要从这两个方面取一个平衡。 这里需要指出的是，在计算PFD时，我们一般都认为proof test的诊断率是100%，能检测到所有未检测到的危险失效λDu，但现实情况并不总能这么完美。 实际中由于诊断率达不到100%，会导致PFD(t)曲线向上偏移，偏移量跟proof test的实际诊断率有关。 如图5所示，proof test间隔时间是6年，PFD average符合SIL2标准，但由于proof test实际诊断率不到100%，导致PFD(t)曲线向上偏移，图中红色三角形就表示没有达到SIL2的时间。 因此，需要考虑实际情况，适当缩短proof test的间隔时间，以便同时满足PFD(t)和PFD average的要求。 ■ safety manual的要求　在2010版的IEC-2的附录D中对safety manual 中的硬件部分提出了明确的要求，要求safety manual 必须定义出安全功能元素，这些安全功能元素能够支持一个安全系统执行安全功能。 而且所有这些功能和输入输出接口都要被清晰的描述出来。 对于每个功能，safety manual必须包括失效模式，相应的失效概率，自检间隔，维护要求等。 在IEC-3的附录D中对safety manual中软件部分也有明确的要求：比如所有对于安装者的指令，软件的配置，软硬件的运行环境，安装者的能力，变更控制等等。 ■ Certification laboratory要求　功能安全在欧洲开展的较早，因此在从事这个领域的认证试验室也以欧洲为多。 例如德国的T?V Reinhand, 英国的SIRA，法国的INERIS，其中T?V的认证是在全世界影响力最大的。 T?V不光提供产品的功能安全认证，同时也提供功能安全知识的培训，值得一提的是T?V还开展了一个叫认证功能安全工程师的工作。 在参加了T?V的功能安全培训后，可以参加T?V组织的一个认证考试，如果通过并提供从事功能安全工作三年的经历证明，就可以获得T?V的认证功能安全工程师证书，并在T?V网站上登记开放出来。 迄今为止，全球已经有4000多人通过了这个认证。 如果功能安全工程师参与研发功能安全相关系统，对于整个系统的SIL等级认证大有裨益。 总结　高安全性和高可用性一直是继电保护行业追求的目标。 功能安全IEC是从更抽象的一个层次，更全面的范围对这两个要求提出了更高的目标。 因此一个满足IEC功能安全认证的继电保护器能给电力系统带来更多的可用性和更高的安全性。 尽管在现在的技术水平上，能达到SIL2的继电保护器还屈指可数。 但相信随着技术的发展，应用的成熟，对风险的掌握，会有越来越多的符合SIL2，甚至SIL3的继电保护器出现，我们的电力系统也会越来越坚强和高效。