Закаливание организма — доклад сообщение
Закаливание является сильным оздоровительным средством. С помощью него можно избежать многих заболеваний и продлить жизнь на несколько десяток лет и даже омолодить организм.
Одна из главных ролей процедуры закаливания это предупредить болезнь. Человек, который проводит такие процедуры каждый день легко переносит внезапные смены погоды и перепады температуры воздуха.
Закаливание может проводить человек разного возраста, начиная с детских лет.
Заниматься закаливанием можно любым способом, например:
1) Принимать воздушные ванны. Полезно проводить больше времени на свежем воздухе. Чистый воздух обогащает организм кислородом. Человек, проводящий ежедневно такие методы закаливания, меньше мерзнет, следовательно, реже болеет.
2) Обтирания. Один из самых простых способов закалки. Представляет из себя, обтирание тела влажным полотенцем.
3) Обливание. Такой метод обычно следует вслед за обтиранием. Обливаться нужно начинать водой комнатой температуры. С каждый последующим разом, температуру воды нужно понижать и в конце достигнуть ледяной
4) Контрастный душ. Включает в себя чередование холодной и горячей воды. Такой душ очень бодрит и тонизирует.
5) Купание зимой и плавание. Такой вид процедуры оказывает хорошее влияние на организм. Положительно сказывается на системе кровообращения. Но пробовать такой вид оздоровительного средства следует после предварительной подготовки. Обычно начинают с маленькой разминки, которая включает себя бег и занятия гимнастикой. Но, используя подобный вид закаливания стоит учесть противопоказания, такие как сердечно-сосудистые заболевания. Также такой метод противопоказан при заболеваниях щитовидки.
6) Хождение босиком. Такой метод хорошо подходит детям, а также это хорошая профилактика плоскостопия. Начинать нужно с хождения босиком дома, а потом на улице.
Все вышеперечисленное окажет пользу в том случае, если деятельность действия способов закаливания будут со временем нарастать. Не рекомендуется начинать закаливание с купания в проруби. Ни к чему хорошему это не приведет, а наоборот такой метод может нанести вред организму.
Польза закаливания
Закаливание приносит большую пользу организму человека. А именно:
• Способствует укреплению иммунитета
• После процедур закаливания человек хорошо переносит как жару, так и холодные температуры воздуха
• Повышается выносливость и увеличивается трудоспособность
• Улучшает эмоциональный настрой и укрепляет нервную систему, способствует улучшению стрессоустойчивости
• Способен укрепить дух человека(так как, проходя процессы закаливания приходится испытать не очень приятные ощущения)
Также, стоит взять во внимание, особенности организма каждого человека. Перед тем, как приступить к закаливанию, рекомендуется обратиться к специалисту. Он верно подберет и даст рекомендации проведения процедур. Это поможет выявить, насколько эффективны и полезны процедуры и поможет найти отклонения в здоровье.
Закаливание организма — доклад сообщение
Интересные ответы
- Писатель Людмила Петрушевская. Жизнь и творчество
Людмила Стефановна Петрушевская (1938 года рождения), настоящее имя Долорес Яковлева, относится к ярким представителям российской литературы, являющейся помимо прозаика и поэтессы знаменитым драматургом и сценаристом.
- Доклад-сообщение Кувшинка
Среди самых привлекательных растений в мире флоры кувшинка занимает не последнее место. Ее внешний вид настолько интересен, что всегда приковывает внимание туристов, которые знают ее второе название «водная лилия».
- Писатель Павел Бажов. Жизнь и творчество
Творческая жизнь Павла Петровича Бажова сложилась удачно. Несмотря на трудные времена и участие в кровопролитных событиях начала 20 века (Октябрьская революция, Великая Отечественная война), он много написал произведений и читал лекции.
- Солнечная энергия — сообщение доклад
Солнечная энергия на Земле используется в разных видах. На самом Солнце протекают достаточно трудные процессы, которые позволяют выделять энергию, необходимую для жизни на всей планете.
- Шапка Мономаха — сообщение доклад (4, 6 класс окружающий мир)
Шапка Мономаха – шапка великих русских царей. Она символизирует абсолютную власть. Как она выглядит? Шапка Мономаха представляет собой золотую шапку с соболиным мехом.
Закаливание организма водой- лучший способ укрепить здоровье.
Закаливание организма водой- лучший способ укрепить здоровье.
Физиолог А. П. Парфенов писал, что закаливание организма водой является частным случаем тренировки, повышающей способность организма противостоять вредным влияниям. В. Даль давал трактовку закаливанию, как процессу, приучающему человека «ко всем лишениям», в том числе и к непогоде. Активно пропагандирующий закаливание детей водой педиатр Г. Н. Сперанский считал, что дозированное периодическое воздействие холодом воспитывает в организме способность легко выдерживать резко меняющиеся внешние условия. То есть его внутренние адаптационные возможности ощутимо возрастают.
Польза закаливания не в лечении, а в предупреждении болезни
Давно замечено, что люди по-разному реагируют на охлаждение. Простуда возникает далеко не у всех. Чаще других болеют те, кто плохо переносит резко меняющиеся внешние воздействия. Например, существенное понижение температуры воздуха. Закаленный же человек легко воспринимает и холод и жару, не «расклеиваясь» даже от значительных перепадов температур. А еще, по утверждениям йогов, длительное закаливание организма водой приводит к слиянию человека с природой, что повышает его защитные силы, работоспособность и выносливость. При этом заметно возрастает энергия, улучшается эмоциональное состояние, отступают болезни.
Формы закаливания водой
Доказано, что степень чувствительности к воздействию холода зависит от условий жизни, а не от врожденных особенностей. Русский врач-физиолог И. Р. Тарханов писал, что «чрезмерная простудность – дело наживное». Но даже нажив излишнюю «тепличность» и хлипкость собственного организма, можно легко от них избавиться, начав закаливающие процедуры, в том числе и водой.
В обычных домашних условиях можно проводить обтирание, обливание и погружение ног в холодную воду. Некоторые специалисты советуют регулярно принимать холодные ванны, например.
Обтирание тела проводят с помощью махрового полотенца, простыни или губки, смоченных холодной водой. Начиная с 35°, температуру постепенно снижают на 1° через каждые 3 дня. Только спустя 2 месяца обтирание проводят уже достаточно холодной, 10-12°, водой.
Обливание – более эффективная закаливающая процедура. Приступить к ней можно после месяца или двух обтираний. Лучше всего начать обливаться летом. Снижать температуру воды нужно так же постепенно. Для обливания хорошо использовать ведро, хотя можно обливаться и под душем. Очень полезно контрастное обливание, когда чередуют холодную воду с горячей (разница температур должна быть не менее 5-7°).
Хорошую профилактику простуды дает закаливание стоп. Ежедневно в течение года их нужно обливать перед сном достаточно холодной водой. При этом польза закаливания стоп станет очевидной уже через пару месяцев таких процедур.
Мощным закаливающим действием обладают утренние и вечерние холодные ванны. Начинать следует с нейтральных температур 34-35°, последовательно снижая их до 12-14°. Длительность первых ванн – 3-5 минут. При снижении температур до 12° ванны не должны длиться дольше 20-30 с.
Еще одна доступная закаливающая процедура – прохладные ножные ванны. Ноги погружаются в бак или ведро с холодной водой. Длительность погружений увеличивается постепенно и доводится до трех минут.
Основные правила закаливания
Проводя закаливание, очень важно соблюдать определенные правила, чтобы не навредить. Итак, как закалять организм водой, чтобы получить от этого только пользу?
· Первое. Интенсивность холодового воздействия должна быть постепенной. Нельзя слишком резко и быстро снижать температуру воды, особенно если организм ослаблен.
· Второе. Процедуры должны проводиться регулярно и непрерывно. Даже кратковременное прекращение закаливания приводит к повышению чувствительности к внешним влияниям.
· Третье. Обязательно нужно учитывать особенности организма: состояние здоровья, восприимчивость к холоду, реакцию на закаливание. План закаливающих процедур следует соотносить с этими факторами.
· Четвертое. Наибольший эффект дает комбинированное закаливание, когда воздействию подвергаются как отдельные уязвимые участки (стопы, шея, поясница, травмированное место), так и все тело.
· И пятое. Полных противопоказаний к закаливанию водой нет. Однако есть временные. Не следует проводить закаливание при высокой температуре, недостаточности кровообращения, резком повышении давления, приступах астмы, почечной и печеночной колике, пищевых отравлениях. Но после выздоровления процедуры постепенно можно возобновить.
Закаливание водой
Закаливание водой – наиболее популярный, доступный, разнообразный и эффективный комплекс положительных воздействий на организм человека. Главным закаливающим фактором служит температура воды. Систематическое использование водных процедур является надежной защитой от простудных заболеваний.
Самое благоприятное время года для начала закаливания водой – лето и осень. Лучше всего проводить процедуры в утренние часы, сразу же после сна или в конце утренней зарядки. Вначале водные процедуры рекомендуется проводить при температуре воздуха 17–20° С, а затем по мере закаливания и при более низкой.
Основным закаливающим фактором является температура воды, а не продолжительность самой процедуры, поэтому необходимо соблюдать следующее правило: чем холоднее вода, тем короче должно быть время ее соприкосновения с телом. Водные процедуры в домашних условиях подразделяются на обтирание, обливание, душ.
Первый этапом закаливания водой является обтирание. В течение нескольких дней выполняют обтирание мокрым полотенцем, губкой или просто мокрой рукой. Температура воды должна быть около 30° С. В начале обтираются по пояс, затем переходят к обтиранию всего тела, начиная с верхней половины туловища. Обтерев водой шею, грудь и спину, вытирают их насухо и энергично растирают полотенцем до красноты по ходу движения крови к сердцу. После этого таким образом обтирают нижние конечности. Вся процедура, включая и растирание тела полотенцем, не должна превышать 5 мин.
Следующий этап закаливания водой – обливание. При этой процедуре к действию низкой температуры воды присоединяется небольшое давление струи воды, выливаемой из ведра, кувшина или какого-либо другого сосуда. Начинают обливание водой с температуры около 30°С, в дальнейшем за 1,5–2 месяца она понижается до 15°С, в зависимости от самочувствия и состояния здоровья. После обливания необходимо энергично растереть тело полотенцем. Длительность всей процедуры: 3–4 минуты.
Одним из самых эффективных средств закаливания является душ, так как холодная вода сочетается с механическим воздействием. Начинают водные процедуры с температуры 30°С продолжительностью не более 1-ой минуты, затем через каждые 3–4 дня снижают температуру воды и постепенно за 1,5–2 месяца доводят ее, до 20–15° С и ниже, но при этом необходимо также учитывать самочувствие и состояние здоровья.
Во время выполнения процедур не должно возникать никаких неприятных ощущений и озноба. Температура воды постепенно снижается, а время приема душа увеличивается до 2 мин. Процедура должна обязательно заканчиваться энергичным растиранием тела полотенцем. Как правило, после душа появляется бодрое и хорошее настроение. Это признак благоприятного воздействия водной процедуры.
Материал подготовлен методистами ГМЦ ДОгМ Р.А. Самаренко, А.А. Богряшовым
Закаливание как форма укрепления здоровья
Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1. Закаливание как форма укрепления здоровья
1.1 Принципы закаливания
1.2 Средства закаливания
2. Методы закаливания
2.1 Закаливание воздухом
2.2 Закаливание водой
2.3 Зимнее плавание
2.4 Закаливание к жаре
2.5 Закаливание солнцем
3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ВВЕДЕНИЕ
Закаливание — это научно обоснованное систематическое использование естественных факторов природы для повышения устойчивости организма к неблагоприятным агентам окружающей среды. Закаливание как фактор повышения сопротивляемости организма к различным метеорологическим условиям использовалось с древних времен. Дошедший до нас опыт закаливания насчитывает свыше тысячи лет. Абу Али ибн-Сина (Авиценна) в VIII-IX веках создал «Канон врачебной науки». Он разделил медицину на теоретическую и практическую, а последнюю — на науку сохранения здоровья и науку лечения больного тела. В одной из глав своего труда Авиценна говорит о купании в холодной воде, в том числе и детей раннего возраста, а также о методах подготовки к своеобразному закаливанию путешественников в условиях жаркой пустыни и зимней непогоды. Древнейший русский летописец Нестор в X веке описывал, как начинал парить в бане и купать в холодной воде младенцев сразу после рождения. И так — в течение нескольких недель, а затем при каждом нездоровье. Якуты натирали новорожденных снегом и обливали холодной водой несколько раз в день. Жители Северного Кавказа два раза в день обмывали детей ниже поясницы очень холодной водой начиная с первого дня жизни [2].
Абсолютно у всех людей закаливание повышает устойчивость организма к простудным заболеваниям; повышает неспецифическую устойчивость к инфекционным заболеваниям, усиливает иммунные реакции. Закаливание обеспечивает тренировку и успешное функционирование терморегуляторных механизмов, приводит к повышению общей и специфической устойчивости организма к неблагоприятным внешним воздействиям.
1. Закаливание как форма укрепления здоровья
Самый драгоценный дар, который человек получает от природы, — здоровье. Недаром в народе говорят: Здоровому все здорово! Об этой простой и мудрой истине следует помнить всегда, а не только в те моменты, когда в организме начинаются сбои и мы вынуждены обращаться к врачам, требуя от них подчас невозможного.
Какой бы совершенной ни была медицина, она не может избавить каждого от всех болезней. Человек сам творец своего здоровья! Вместо того чтобы грезить о живой воде и прочих чудотворных эликсирах, лучше с раннего возраста вести активный и здоровый образ жизни, заниматься физкультурой и спортом, соблюдать правила личной и общественной гигиены, закаливаться- добиваться разумными путями подлинной гармонии здоровья.
Закаливание – мощное оздоровительное средство — с его помощью можно избежать многих болезней, продлить жизнь и на долгие годы сохранить трудоспособность, умение радоваться жизни. Особенно велика роль закаливания в профилактике простудных заболеваний. В 2-4 раза снижают их число закаливающие процедуры, а в отдельных случаях помогают вовсе избавиться от простуд. Закаливание оказывает общеукрепляющее действие на организм, повышает тонус центральной нервной системы, улучшает кровообращение, нормализует обмен веществ.
В современных условиях значение закаливания все более возрастает. Это связано и с реализацией широкой программы строительства многочисленных объектов в различных климатических зонах, в том числе и труднодоступных районах, и с другими проблемами. Миллионы людей эффективно используют различные закаливающие средства.
В более узком смысле под закаливанием следует понимать различные мероприятия, связанные с рациональным использованием естественных сил природы для повышения сопротивляемости организма вредным влияниям различных метеорологических факторов. Оно должно обеспечить более успешную адаптацию к тем температурным условиям, которые современный человек изменить не может (например, значительный перепад температур при переходе из помещения наружу или наоборот).
Итак, систематическое закаливание — испытанное и надежное оздоровительное средство! Однако большого прока не будет, если при проведении закаливающих процедур пренебрегать теми принципами, которые выработаны практическим опытом и подкреплены медико-биологическими исследованиями. Наиболее важные из них — систематичность, постепенность и последовательность, учет индивидуальных особенностей, сочетание общих и местных процедур, активный режим, разнообразие средств и форм, самоконтроль.
1.1 Принципы закаливания
В построении методики закаливания следует учитывать особенности реакции организма на длительное холодовое воздействие, которые, в частности, проявляются в ответе сосудов кожи, протекающем в три фазы: сначала сосуды сокращаются (кожа бледнеет), затем расширяются (розовеет) и в конце концов наступает их стойкое расширение из-за полного исчезновения тонуса гладких мышц сосудов (кожа синеет) с возникновением озноба. Все реакции организма в зависимости от силы и длительности раздражителя подразделяют на реакции тренировки (слабые), активации (средние) и стресса (чрезмерные). В применении к закаливанию слабые раздражители (первая фаза, сопровождающаяся спазмом сосудов и побледнением кожи) не дает необходимого закаливающего эффекта. Вместе с тем и реакция стресса (при охлаждении организма – третья фаза, озноб) не может быть принята, так как грозит срывом механизмов адаптации. В таком случае средства и интенсивность закаливания должны соответствовать средним по значениям величинам. Исходя из этого, могут быть предложены следующие принципы закаливания:
Необходимость психологического настроя. Важность этого принципа определяется тем обстоятельством, что функциональные отправления человека во многом определяются его психическими установками. Это относится и к состоянию его терморегуляции, обмена веществ, иммунитета и т.д. поэтому, если при подготовке к процедуре закаливания у человека возникла установка на ожидание болезни, — он заболеет. Вот почему необходимо создание установки на здоровье, бодрость, удовольствие и на ее основе осознание механизмов закаливания, для чего человек должен «созреть». В то же время здесь недопустимо понукание, а необходима последовательная подготовительная работа, включающая беседы, знакомство с литературой и т.д. У человека должно быть формирование представления о холоде – друге, а не о холоде – враге. В этом случае, естественно, само закаливание будет проходить на фоне положительных эмоций, что будет стимулировать закаливающегося к новым и новым процедурам.
Принцип систематичности заключается в требовании использовать закаливающие процедуры как можно чаще и без значительных перерывов. Систематические закаливающие процедуры повышают способность нервной системы приспосабливаться к меняющимся условиям внешней среды. Стало быть, закаливание следует проводить ежедневно! Длительные перерывы ведут к ослаблению или полной утрате приобретенных защитных реакций. Обычно уже спустя 2-3 нед. после прекращения процедур наблюдается понижение устойчивости организма.
Свою закалку можно сохранить лишь путем непрерывного выполнения необходимых закаливающих процедур — невзирая ни на возраст, ни на время года. Если перерыв будет вынужденным, то закаливание возобновляется как бы от исходной точки.
Принцип пульсирующих температурных воздействий. Суть его заключается в том, чтобы адаптировать организм к резким перепадам температур, так как именно это обстоятельство чаще всего и является причиной простудных заболеваний. Для осуществления этого принципа необходимо использование таких температурных раздражителей, которые отличаются от привычных температур среды обитания, причем по мере достижения успехов в закаливании диапазон перепада закаливающих температур о привычных должен возрастать. По-видимому, на каждом этапе закаливания интенсивность закаливающего фактора должна приближаться к тем значениям, которые находятся на грани удовольствия.
Принцип постепенности весьма важен для правильного осуществления самого процесса закаливания. Закаливающего эффекта, возможно, достичь либо за счет усиления холодового воздействия, либо путем увеличения времени его неизменного действия, либо за счет изменения обоих условий. Оптимальный вариант должен заключаться в том, что в первый период закаливания большое значение будет иметь пролонгация действия закаливающего фактора, во втором – постепенное поочередное изменение обоих условий, а в последующем — усиление действия используемого средства.
Принцип индивидуализации обусловлен тем, что устойчивость различных людей к перепадам температур может заметно отличаться. Каждый человек должен определить свой тип реакции на меняющуюся температуру и построить программу и методику закаливания.
Принцип комплексности закаливания предполагает два аспекта. Во-первых, необходимо использование широкого круга средств, чтобы создавалась устойчивость к перепадам температур самых различных факторов (холода, тепла, воды, воздуха, земли и т.д.). Во-вторых, реализация этого принципа требует воздействия при закаливании на различные участки и части тела. Так, наиболее чувствительными зонами к меняющимся температурам оказываются кисти, стопы, слизистая носа, передняя поверхность шеи и т.д.
Приведенные принципы закаливания помогают человеку правильно подобрать средства для их реализации.
1.2 Средства закаливания
Основным средством общего характера воздействия следует считать поддержание в помещении постоянной температуры, требующей мобилизации резервов организма для сохранения термостабильности. С этой точки зрения оптимальной является температура, соответствующая гигиенической точке комфорта – около 180 С: с одной стороны, она требует поддержания определенного уровня тонуса скелетных мышц для предупреждения переохлаждения (что небезразлично и для обеспечения необходимого уровня активности коры головного мозга), а с другой – ещё далека от той, при которой возникает угроза перегревания и начинается потоотделение (22-240 С).
К общим воздействиям следует отнести купания, обливания холодной водой, легкую одежду и т.д.
Из местных средств закаливания особого внимания заслуживает воздействие на кисти и стопы. Это обусловлено тем, что, во-первых, на них расположено значительной количество Холодовых рецепторов. Во-вторых, кисти имеют богатые сенсорные связи с корой больших полушарий и подкорковыми центрами, благодаря чему воздействия на них очень быстро и эффективно меняют активность мозговых структур. На стопах же расположено довольно много рефлекторных зон, раздражение которых активизирует состояние не только внутренних органов (сердца, печени, кишечника и др.), но и органов чувств (зрения, слуха).
Эффективными путями закаливания кистей является регулярные холодные обливания их проточной водой и особенно хождение зимой без рукавиц. Что касается стоп, то вариантов закаливания здесь множество, однако, по-видимому, самым эффективным является босохождение: дома, по земле, по росе, по снегу и т.д.
2. Методы закаливания
2.1 Закаливание воздухом
Воздух не только поставщик необходимого кислорода. Он прекрасное средство укрепления и закаливания организма. Недаром воздушные ванны рассматриваются как наиболее нежные и безопасные процедуры. Именно воздух, по мнению ученых, наиболее универсальное средство закаливания, с них обычно и рекомендуется начинать систематическое закаливание всего организма.
В процессе закаливания воздухом происходит повышение работоспособности всех систем, обеспечивающих терморегуляцию. По отношению к сосудистой системе это значит, что чем быстрее сосуды после охлаждения (сужения) возвратятся к своему нормальному состоянию (лабильность), тем лучше наш организм приспосабливается к холоду.
Прием воздушных ванн следует начинать в предварительно проветренном помещении. По мере закаливания их переносят на открытый воздух. Лучшее место для процедур — участки с зелеными насаждениями, удаленные от источников возможного загрязнения атмосферы пылью, дымом, вредными газами.
Принимают воздушные ванны в положении лежа, полулежа, в движении. Для получения хорошей реакции рекомендуется раздеваться быстро — так, чтобы воздух оказал воздействие сразу на всю поверхность обнаженного тела. Это вызовет быструю и энергичную реакцию организма. Во время прохладных и холодных ванн полезно выполнять энергичные движения. Однако если во время воздушной ванны станет холодно, появятся гусиная кожа и озноб, немедленно оденьтесь и выполните небольшую пробежку, несколько гимнастических упражнений. После воздушных ванн полезны водные процедуры. Для здоровых людей первые воздушные ванны длятся 20-30 мин при температуре воздуха 15-20°С, в дальнейшем продолжительность процедур каждый раз увеличивается на 5-10 мин и постепенно доводится до 2 ч.
Воздушные ванны по воздействию на организм подразделяются на тепловатые (свыше 22 °С), прохладные (от 20 до 17 °С), холодные (от 16 °С и ниже). Такое деление, конечно, условно, рассчитано на рядового человека. У хорошо закаленных людей ощущение холода, естественно, возникает при более низкой температуре.
Время суток для проведения закаливания воздухом принципиального значения не имеет. Лучше, конечно, выполнять такие краткие процедуры утром, после сна, в сочетании с гигиенической гимнастикой. А вот специальные сеансы воздушных ванн не рекомендуется принимать менее чем через полтора часа после еды или натощак. При закаливании воздухом, помимо температуры, обязательно учитываются влажность и скорость движения воздуха. Исчисляется она в процентах. Воздух в зависимости от насыщения водяными парами принято подразделять на сухой — до 55%, умеренно сухой — от 56 до 70%, умеренно влажный — от 71 до 85%, очень влажный — выше 86%.
В холодную, но тихую, безветренную погоду нам теплее, чем в более теплую, но с ветром. Почему? Дело в том, что при ветре слой нагретого воздуха около нашего тела — так называемый пограничный слой — все время сменяется и тело нагревает все новые порции воздуха. При ветре, следовательно, организм тратит больше тепла, чем в безветренную погоду. Ветер вызывает увеличение теплоотдачи организма. Особенно неблагоприятна комбинация ветра с низкой температурой и высокой влажностью воздуха.
Влияние на организм оказывают и аэрозоли, постоянно бомбардирующие кожные покровы тела, слизистые оболочки дыхательных путей. Состав аэрозолей разнообразен. Установлено, например, что в потоках воздуха, идущих с моря, преобладают аэрозоли, несущие натриевые, йодистые, бромистые и магниевые соли. Ветер с больших зеленых массивов несет древесную и цветочную пыльцу, микроорганизмы. Легкие ионы с отрицательным зарядом оказывают на организм положительное воздействие. Для искусственной ионизации воздуха разработан ряд приборов.
В сырую и ветреную погоду, например, продолжительность пребывания на воздухе необходимо сократить. В дождь, туман и при скорости движения воздуха свыше 3 м/с процедуры на открытом воздухе вообще лучше не проводить.
Дозировку воздушных ванн принято осуществлять двумя путями: постепенным снижением температуры воздуха или увеличением длительности процедуры при одной и той же температуре. Последний способ удобнее, поскольку температура воздуха во многом зависит от погоды.
Воздушные ванны благотворно действуют на человека. Благодаря им он становится более уравновешенным, спокойным. Незаметно исчезает повышенная возбудимость, улучшается сон, появляются бодрость и жизнерадостное настроение. Положительно влияют воздушные ванны на сердечнососудистую систему — способствуют нормализации артериального давления и лучшей работе сердца.
2.2 Закаливание водой
Каждый, в зависимости от состояния, степени закаленности, других условий может выбрать подходящий для себя способ процедур. Воздействие некоторых из них не слишком велико (например, обтирания мокрым полотенцем). Сила же воздействия других, скажем, душа, купания, — достаточно велика. Однако при всех обстоятельствах старайтесь придерживаться важнейшего принципа — постепенности.
Закаливание водой начинают с мягких процедур — обтирания, обливания, затем переходят к более энергичным — душ, купание и т. д.
Систематическое применение водных процедур — надежное профилактическое средство против случайных охлаждений тела. Водные процедуры, многогранно воздействуя на организм, улучшают терморегуляцию, обмен веществ, работу сердечнососудистой и дыхательной системы.
Для получения благоприятного воздействия подходить к воде следует согревшись, поскольку в охлажденной воде вместо согревания происходит еще большее охлаждение. Главное при закаливании — температура воды, а не продолжительность процедуры. Неуклонно придерживайтесь правила: чем холоднее вода, тем короче должно быть время ее соприкосновения с телом.
Водные процедуры рекомендуется вначале проводить при температуре воздуха не ниже 17-20 ° С, и лишь по мере развития закаленности можно переходить к более низкой.
Лучшее время для процедур — утренние часы, сразу же после сна или в конце утренней зарядки, когда кожа равномерно согрета, что обеспечивает хорошую сосудистую реакцию. Такие водные процедуры способствуют переходу организма в активное состояние после сна, вызывают бодрое, приподнятое настроение. А вот водные процедуры, выполняемые перед сном, переносятся плохо, потому что возбуждается нервная система, появляются раздражительность и бессонница, ухудшается самочувствие.
Особенно эффективно сочетание закаливания водой с физическими упражнениями. Вот почему после тренировочных занятий рекомендуется обязательно принимать водные процедуры.
Самое благоприятное время для начала водных процедур — лето и начало осени. Вначале для процедур применяют воду температуры 33-34 °С. Затем через каждые 3-4 дня температуру воды снижают на 1 °С. За 1,5-2 мес. постепенно ее доводят до 18-20 °С и ниже в зависимости от самочувствия и состояния здоровья. Никаких неприятных ощущений во время процедур быть не должно. Рекомендуются следующие виды процедур: обтирание, обливание, душ, купание.
Обтирание — начальный этап закаливания водой. В течение нескольких дней производят обтирания полотенцем, губкой или просто рукой, смоченной водой. Сперва обтираются лишь по пояс, затем переходят к обтиранию всего тела. Продолжительность всей процедуры которое частично заменяет самомассаж не должна превышать 5 мин.
Обливание характеризуется действием низкой температуры воды, небольшим давлением струи, падающей на поверхность тела. Это резко усиливает эффект раздражения, поэтому обливания противопоказаны людям с повышенной возбудимостью и пожилым.
Для первых обливаний применяется вода температуры около 30 ° С. В дальнейшем температура снижается до 15 ° С и ниже. Длительность процедуры с последующим растиранием тела составляет 3- 4 мин.
Обливания вначале делают в закрытом помещении при температуре воздуха 18-20 °С, затем — на открытом воздухе. Для того чтобы подготовить организм к такому переходу, перед каждой процедурой тщательно проветривают помещение, снижая температуру в нем, до 15° С. Летом обливания следует проводить на открытом воздухе ежедневно при любой погоде. Людям, имеющим высокую степень закалки, эти процедуры можно продолжать до глубокой осени.
Душ — еще более энергичная водная процедура. Благодаря механическому раздражению падающей водой душ вызывает сильную местную и общую реакцию организма.
Для закаливания используют душ со средней силой струи — в виде веера либо дождя. На первых порах температура воды составляет 30-35 °С, продолжительность — не более 1 мин. Затем температуру воды постепенно снижают, а время приема душа увеличивают до 2 мин. Процедура должна обязательно заканчиваться энергичным растиранием тела полотенцем, после чего, как правило, появляется бодрое настроение.
При высокой степени закаленности после физических нагрузок, в гигиенических целях, для снятия утомления, вызванного тренировкой или тяжелой физической работой, полезно применять так называемый контрастный душ. Особенность его состоит в том, что попеременно используются теплая и холодная вода с перепадом температуры от 5-7 до 20 °С и более.
В оптимальном режиме закаливания нижний предел температуры воды для лиц 16-39 лет составляет 12 °С, 40.-60 лет — 20 °С. Когда закаливающийся хорошо адаптируется к охлаждениям, можно переходить к специальному режиму закаливания водой.
В начальном и оптимальном режимах закаливания снижение температуры воды на 2 °С каждые 5 дней рекомендуется лицам 16-39 лет, а на 1 °С — 40-60 лет.
Купание в открытых водоемах — один из наиболее эффективных способов закаливания. Температурный режим при этом сочетается с одновременным воздействием на поверхность тела воздуха и солнечных лучей. Плавание, кроме того, имеет большое оздоровительное значение, способствует гармоничному развитию организма, укрепляет мышечную, сердечнососудистую и дыхательную систему, формирует очень важные двигательные навыки.
Начинают купальный сезон, когда температура воды и воздуха достигнет 18-20°С. Прекращают купание при температуре воздуха 14-15 °С, воды-10- 12 °С. Лучше купаться в утренние и вечерние часы. Вначале купайтесь 1 раз в день, затем 2-3 раза, соблюдая при этом промежуток между купаниями (3-4 ч). Не рекомендуется плавать сразу после еды. Перерыв должен быть не менее 1,5-2 ч. Нельзя входить в воду чрезмерно разгоряченным или охлажденным.
В воде необходимо больше двигаться и плавать. Чем вода прохладнее, тем энергичнее должны быть движения. Продолжительность купания вначале составляет 4-5 мин, в дальнейшем увеличивается до 15- 20 мин и более.
При купании происходит комплексное воздействие водной процедуры и последующей воздушной ванны.
2.3 Зимнее плавание
Зимнее плавание — высшая форма закаливания холодом. При правильной организации и строгом соблюдении гигиенических правил систематическое купание в ледяной воде, как показали исследования, оказывает благоприятное воздействие на человека: повышается работоспособность, уменьшается заболеваемость гриппом, ангиной и прочими болезнями. Рекомендовать зимнее плавание можно только практически здоровым людям с сильным типом высшей нервной деятельности и высоким порогом замерзания, плотного телосложения..
Оно вызывает максимальное напряжение всех физиологических механизмов терморегуляции и оказывает на организм человека сильное воздействие, вызывая значительные изменения в деятельности практически всех систем и органов. Непосредственно после заплывов в полынье отмечалось, в частности, увеличение в крови количества форменных элементов, особенно лейкоцитов и лимфоцитов. И это явление, происходящее по типу стресса, сохраняется на протяжении 4 ч. Естественно, при атеросклерозе, гипертонии, ревматизме, активных формах туберкулеза легких, других острых и хронических заболеваниях отклонения такого рода не только нежелательны, но и недопустимы.
Если же при занятиях зимним плаванием строго придерживаться правильного дозирования холодовой нагрузки, в первую очередь принципов постепенности и последовательности, то все функциональные изменения в организме останутся в пределах нормы. Поскольку величина изменений в той или иной степени зависит от охлаждения, а последнее — от времени пребывания в ледяной воде, то длительность купания надо считать главным вопросом в методике этой формы закаливания.
После длительного закаливания холодной водой тем, кто обладает отменным здоровьем, можно порекомендовать использовать такую форму закаливания, как растирание снегом. На первых порах эта процедура выполняется в помещении. Растирается лишь верхняя половина туловища. Движения проделываются быстро, энергично. Вся процедура продолжается не более 2 мин. В дальнейшем, по мере развития закаленности и при хорошем самочувствии, можно отважиться выйти на открытый воздух. При низкой температуре воздуха, резком порывистом ветре растирание снегом на воздухе нецелесообразно.
2.4 Закаливание к жаре
Закаливание к жаре повышает устойчивость организма к высокой температуре. В отличие от многообразия средств и способов закаливания к низким температурам тренировка адаптации к жаре в условиях России, по-видимому, возможна с использованием только одного доступного средства – бани. закаливающий ее эффект заключается в том, что, во-первых, исключительно производительно начинают работать потовые железы, вырабатывая значительное количество пота, испарение которого с поверхности кожи исключает предупреждает перегревание (иногда в бане потери пота достигают двух и более литров в час!). Во-вторых, при воздействии высокой температуры (и особенно – при ее чередовании с низкой) сосуды кожи становятся лабильными, быстро переходя из состояния спазма (что бывает на холоде) к расширению (при высокой температуре) и обратно.
Помимо указанных закаливающих результатов банная процедура дает целый ряд других важных для здоровья эффектов. В первую очередь следует отметить, что в процессе жизнедеятельности происходит зашлаковывание капилляров и артериол веществами, образующимися в организме в результате ведения нездорового образа жизни (неправильное питание, гиподинамия, неблагоприятная экологическая обстановка, вредные привычки и др.). В бане эти сосуды расширяются, выбрасывая шлаки в протоки потовых желез, — отсюда они и выводятся из организма с потом. Кроме того «игра» сосудов в бане делает их эластичными, предупреждая развитие атеросклероза, гипертонии и др. заболеваний сердечно-сосудистой системы. Немаловажное значение имеет и то обстоятельство, что под влиянием высокой температуры в бане снимается возникающее в процессе социально-бытовых и производственных отношений чрезмерное мышечное напряжение – гипертонус. Последний создает мощный поток импульсов, направляющихся в ЦНС и вызывающий у человека высокий уровень психического напряжения. Снятию гипертонуса способствует и выполняемый в бане массаж, а использование в ходе парения веника является высокоэффективным средством воздействия на биологически активные точки кожи и через них на весь организм. К достоинствам бани следует отнести устранение отечных явлений, нормализацию обмена веществ и массы тела и т.д.
Существует две основных разновидности бань – парная (или русская) и суховоздушная (или сауна). В парной бане относительная влажность воздуха достигает 100%, а температура находится в пределах 60-700 С. В этих условиях пребывание более 5-7 минут даже для бывалых парильщиков становится затруднительным. Парная баня в сочетании с обработкой тела веником дает очень хороший расслабляющий эффект и эффективное снижение массы тела. Однако следует учитывать, что она создает большую нагрузку на сердечнососудистую систему, поэтому существуют определенные противопоказания в ее использовании для людей, имеющих проблемы с кровообращением. Кроме того, парную баню не следует посещать людям, имеющим повышенную свертываемость крови или страдающим сахарным диабетом.
В суховоздушной бане относительная влажность воздуха низкая, 5-15%, зато температура часто превышает 1000 С. Образующий пот довольно быстро испаряется, что делает процесс парения более мягким и щадящим по сравнению с парной баней. Вот почему время пребывания в сауне, несмотря на более высокую температуру, может превышать 10 минут. Противопоказаний к пользованию сауной гораздо меньше, чем для парной бани, тем не менее человеку, имеющему те или иные нарушения здоровья, первому ее посещению должна предшествовать консультация специалиста.
При возможности выбора – посещать парную баню или сауну – человеку лучше всего ориентироваться на свои ощущения и самочувствие и выбрать себе ту баню, которая ему по душе. Оптимальный режим парения – сколько раз и на какое время заходить в баню, пользование веником, сочетание с холодной водой, использование массажа и др. – каждый человек устанавливает для себя опытным путем. Основным критерием для этого должно быть самочувствие, и не только непосредственно в бане, но и в последующие дни. Рекомендуемая частота посещения – один раз в неделю, однако если у человека нет противопоказаний и есть желание, то можно и чаще.
2.5 Закаливание солнцем
Солнечный свет обладает поистине изумительной целебной силой. Его лучи, прежде всего, ультрафиолетовые, действуют на нервно-рецепторный аппарат кожи и вызывают в организме сложные химические превращения. Под влиянием облучений повышается тонус центральной нервной системы, улучшается обмен веществ и состав крови, активизируется деятельность желез внутренней секреции. Все это благотворно сказывается на общем состоянии человека. Солнечный свет, кроме того, оказывает губительное действие на болезнетворные микробы.
При закаливании солнечными лучами надо следить за тем, чтобы нагрузка нарастала постепенно. Начинают прием солнечных ванн при отраженной солнечной радиации, затем постепенно переходят к ваннам рассеянного света и, наконец, используют прямую солнечную радиацию. Такая последовательность особенно необходима детям и лицам, плохо переносящим солнце.
Солнечные ванны лучше принимать утром, когда земля и воздух менее нагреты и жара переносится значительно легче. В середине дня солнечные лучи падают более отвесно и, естественно, опасность перегревания организма увеличивается. Летом в южных районах нашей страны лучше загорать в период от 7 до 10 ч, в средней полосе — от 8 до 11 ч, на севере-от 9 до 12 ч. Весной и осенью самое подходящее время для загара — от 11 до 14 ч. Принимать солнечные ванны желательно только спустя 1,5-2 ч после приема пищи. Не рекомендуется также проводить облучение натощак и непосредственно перед едой. Нельзя принимать процедуры будучи сильно утомленным, перед напряженной физической работой, спортивной тренировкой или сразу после них.
Приступают к закаливанию солнцем с первых теплых дней и регулярно продолжают его на протяжении всего лета и ранней осени. Если прием солнечных ванн начинается с опозданием — в середине лета, то их продолжительность увеличивайте особенно осторожно.
Принимать солнечные ванны можно в любом защищенном от резкого порывистого ветра месте. Однако не забывайте, что а атмосфере больших городов, крупных промышленных центров содержится большое количество пыли и дыма, что препятствует прохождению ультрафиолетовых лучей. Постарайтесь почаще бывать на лоне природы, желательно возле водоема. Температура воздуха там несколько ниже, а подвижность воздуха больше. А это улучшает условия для отдачи тепла. К тому же после облучения можно освежиться прохладной водой.
Закаливаться солнцем можно в положении лежа или в движении. В первом случае процедуру принимают, расположившись на топчане или подстилке ногами к солнцу. Это обеспечит равномерное освещение всего тела. Голова защищается соломенной шляпой или зонтом. Нельзя обвязывать ее полотенцем или косынкой, надевать резиновую купальную шапочку — все это лишь затрудняет испарение пота, следовательно, препятствует охлаждению головы. Кроме того, рекомендуется надевать солнцезащитные очки.
Будьте особенно внимательны к правильному дозированию солнечных ванн. Здоровые люди обычно используют минутный способ дозировки солнечных ванн: начиная с 5-10-минутного пребывания на солнце, а затем каждый раз продолжительность процедуры увеличивают на 5-10 мин. Постепенно можно довести ее до 2-3 ч (с 15-минутными перерывами в тени после каждого часа).
Во время приема солнечной ванны чаще меняйте положение тела — поворачивайтесь к солнцу то спиной, то животом, то боком. Ни в коем случае нельзя спать. Иначе невозможно будет учесть длительность пребывания на солнце и в результате беспечности можно получить опасные ожоги. Не рекомендуем также читать, ибо солнце вредно влияет на глаза.
При появлении пота тщательно вытирайте его, так как на влажной коже быстрее возникают ожоги. Не следует перед началом солнечной ванны купаться, а также беспрерывно чередовать облучение с купанием. Это могут делать только очень крепкие, закаленные люди. После солнечной процедуры немного отдохните, примите душ или искупайтесь. Растирать тело при этом нет необходимости, ведь и без того прилив крови к коже вполне достаточен.
Солнечные ванны целесообразнее сочетать с активными движениями (спортивные и подвижные игры, занятия легкой атлетикой и др.). Всем, кто хочет укрепить свой организм, закаляясь с помощью солнечных лучей, необходимо твердо запомнить, что это сильнодействующее средство и злоупотреблять им нельзя. Только разумная дозировка солнечных процедур поможет укрепить организм и повысить его жизнедеятельность. При некоторых заболеваниях (туберкулез легких, острые воспалительные процессы, злокачественные новообразования, атеросклероз, истощение и др.) закаливание солнцем противопоказано.
При занятиях закаливанием необходимо учитывать и ряд условий, снижающий его эффективность:
— алкоголь извращает теплорегуляцию за счет изменения возбудимости ее нервного центра;
— курение нарушает нормальную реакцию сосудов кожи на холод, из-за чего при действии последнего быстро наступает замерзание; кроме того, при курении, как и при употреблении алкоголя, снижается барьерная функция дыхательных путей, что может быть причиной простудных заболеваний;
— кофе, повышая содержание гормонов стресса, ведет к возрастанию уровня беспокойства и к значительному напряжению центральной нервной системы;
— проведение закаливания вместе с выполнением интенсивных физических упражнений снижает эффект самого закаливания.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В механизме закаливания лежит общий адаптационный синдром. Плюсы заключаются в том, что человек получает возможность жить в условиях, ранее несовместимых с жизнью и решать задачи, прежде неразрешимых. Повышается устойчивость к заболеваниям. Закаливание благоприятно действует на весь организм: повышает тонус нервной системы, улучшает кровообращение и обмен веществ, при облучении поверхности тела в организме возникает ряд фотохимических реакций, влекущих за собой сложные физико-химические превращения в тканях и органах (эти реакции обуславливают благоприятное действие на весь организм).
К минусам можно отнести лишь невыполнение принципов закаливания, в результате чего наступают различные нарушения в организме.
Разумеется, закаливание не является абсолютной гарантией против простудных и особенно простудно-инфекционных заболеваний, так как развитие последних связано не только с состоянием терморегуляции, но и с другими обстоятельствами. Однако вероятность возникновения таких заболеваний у закаленных несомненно ниже, чем у людей не тренирующих свою терморегуляцию.
Библиографический список
1. Вайнер Э.Н. Валеология: учебник для вузов – 5-е изд. – М.: Флинта: Наука, 2007 – 416 с.
2. Иванченко В.Г. Тайны русского закала.- М., 1991. — С. 31
3. Лаптев А.П. Закаливайтесь на здоровье. Москва. Медицина.1991.
4. Лободин В.Т. Здоровье и духовность: Физические методы оздоровления – 2-е изд., испр. – СПб.: ИК «Комплект», 1996. – 391 с.
5. Толкачев Б.С. Физкультурный заслон ОРЗ. — М., 1988. — С. 102.
6. Попов С.В. Валеология в школе и дома (О физическом благополучии школьников). — СПб.: СОЮЗ, 1997. 256с.
Похожие рефераты:
Формы организации по физическому воспитанию детей
Закаливание детей четвёртого года жизни
Основные принципы закаливания
Закаливание водой как средство укрепления здоровья
Физическое воспитание в семье
Закаливание, как одно из средств физического воспитания
Исследование природных факторов, влияющих на уровень здоровья учащихся общеобразовательных школ
Введение в валеологию
Роль физической культуры в укреплении здоровья человека
Особенности организации физкультурно-оздоровительной системы в ДОУ
Как за 30 дней стать на путь хозяина своей жизни
Закаливание и его виды
Рождение ребенка и уход за ним
Экзаменационные билеты и ответы по физкультуре 11 класс
Закаливание детей в возрасте до года
Методы закаливания организма
Природные и гигиенические факторы как средство физического воспитания
Принципы, средства и методы закаливания
Традиционные и нетрадиционные методы закаливания
ЗАКАЛИВАНИЕ ДЕТЕЙ ЛЕТОМ — Клиника ИПМ для детей в Красноярске
Закаливание — это хороший способ укрепить организм ребенка. Если вы только начинаете эту процедуру, то лучше проводить ее в летний период времени: так ребенок лучше будет воспринимать различные факторы, воздействующие на его организм. Мамочки всегда очень переживают и боятся закаливать своего ребенка, тем более, если он еще совсем маленький, но, делая это правильно и постепенно, никакого вреда организму малыша не будет. Проводя процедуры закаливания, согласно статистике, ребенок меньше болеет, реже страдает от плохого настроения, более устойчив к стрессовым ситуациям, менее капризный.
Общие правила закаливания:
1) Начинать закаливание нужно как можно раньше (с 1 месяца жизни, если ребенок здоровый)
2) Систематически проводить процедуры
3) Увеличивать время процедур (например, закаливание воздухом начинать от 10-15 минут, далее постепенно увеличивая)
4) Начинать закаливание летом
5) Осенью, зимой и весной также проводить процедуры закаливания
6) Быть уверенным, что ребенок абсолютно здоровый
7) Сочетать закаливание с массажем и физическими нагрузками
- Воздушное закаливание
Летом воздух наиболее приятный и теплый, поэтому проводить процедуры воздушного закаливания ребенку будет только в радость и не составит никакого труда. Воздушное закаливание подразумевает пребывание на свежем воздухе. Чем больше ребенок находится на улице, тем лучше. Если ребенок маленький, то коляску с малышом можно поставить на балкон, при этом ребенок будет лучше спать и дышать свежем воздухом.
Воздушное закаливание заключается в незначительных перепадах температуры окружающей среды, что будет повышать и укреплять сопротивляемость организма.
Одежда ребенка во время прогулок и сна должна быть легкой, чтобы малыш не потел, а также состоять из натуральных тканей ,так как при этом бывает нарушение потоотделения.
- Водное закаливание
Вода — источник здоровья. Все родители знают, что поить ребенка нужно как можно больше и использовать только чистую воду. Но не стоит забывать, что вода может быть источником укрепления детского организма.
— Умывание
Самый доступный способ закаливания. Закаливать ребенка таким методом нужно ежедневно. Умывать нужно не только лицо и руки, но и шею, а также верхнюю часть грудной клетки. Начинать нужно постепенно: температура воды сначала около 30-32 градусов, затем постепенно снижать до комнатной температуры (ежедневно на 1-2 градуса). На ночь умывать ребенка надо водой, теплее утренней. Пример: утреннее закаливание при температуре 28 градусов, вечернее 30 градусов.
— Ножные ванночки
Стопы всегда первые подвергаются охлаждению, особенно в осенне-зимний период времени. Проводить закаливание необходимо перед сном. Летом начальная температура 33-35 градусов, каждую неделю снижая на 1 градус. Проводят процедуру около 3х минут, при этом ребенок шевелит ножками.
— Обливание
Можно проводить такую действенную процедуру как обливание. Начинаем процедуру летом, температура воды 30-32 градуса, через 5 дней температуру снижаем на 1 градус(доводим примерно до 24 градусов). Воду можно лить с кувшина или тазика. Начиная с теплой воды, в дальнейшем организму будет легко подвергаться воздействию более холодной воды. Не бойтесь закалять ребенка! Главное соблюдать все правила.
— Купание в водоемах
Самый распространенный способ укрепления организма и самый веселый для детей. Температура воды в водоемах, озерах, реках и т.д. должна быть не ниже 22 градусов. Начинать купание нужно с 5-ти минут. Далее увеличивать время пребывание в воде на 2-3 минуты.
Более новый метод закаливания для детей, но уже распространенный. В летнее время рекомендуется ходить босиком по песку, либо неострым камням. Это также служит профилактикой плоскостопия у детей различных возрастов. Неровная поверхность влияет на нервные окончания стоп, тем самым запуская или ускоряя обмен веществ всего организма.
Ходить босиком нужно тогда, когда на стопах нет царапин, ран, синяков или любых других повреждений кожи. Также перед закаливанием массажем необходимо проверить поверхность, по которой ваш ребенок будет бегать, чтобы не повредить ножку.
Совмещайте приятное время препровождения с полезным.
Будьте здоровы!
Реферат на тему «Закаливание» — Docsity
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский педагогический государственный университет» Институт биологии и химии РЕФЕРАТ НА ТЕМУ «ЗАКАЛИВАНИЕ» Выполнила: студентка факультета Химии и Экологии 1 курса 103 группы Минеева Мария Москва, 2019 Содержание работы Введение Что такое закаливание Основные принципы закаливания Основные методы (виды) закаливания Гигиенические требования при проведении закаливания Выводы Заключение Список использованных материалов Основные принципы закаливания Для того, чтобы достичь желаемого результата, при проведении закаливающих процедур нельзя пренебрегать теми принципами, которые выработаны практическим опытом и подкреплены медико-биологическими исследованиями. Наиболее важные из них — систематичность, постепенность и последовательность раздражающего воздействия, учет индивидуальных особенностей, самоконтроль и комплексность воздействия природных факторов. Систематичность предполагает, что закаливание организма должно проводиться систематически, изо дня в день в течение всего года независимо от погодных условий и без длительных перерывов. Лучше всего, если пользование закаливающими процедурами будет четко закреплено в режиме дня. Тогда у организма вырабатывается определенная стереотипная реакция на применяемый раздражитель: изменения реакции организма на воздействие холода, развивающиеся в результате повторного охлаждения, закрепляются и сохраняются лишь при строгом режиме повторения охлаждений. Перерывы в закаливании снижают приобретенную организмом устойчивость к температурным воздействиям. В этом случае не происходит быстрой адаптационной ответной реакции. Так, проведение закаливающих процедур в течение 2-3 месяцев, а затем их прекращение приводит к тому, что закаленность организма исчезает через 3-4 недели, а у детей через 5-7 дней. Постепенность и последовательность увеличения раздражающего воздействия подразумевает, что закаливание принесет положительный результат лишь в том случае, если сила и длительность действия закаливающих процедур будут наращиваться постепенно. Не следует начинать закаливание сразу же с обтирания снегом или купания в проруби. Такое закаливание может принести вред здоровью. Переход от менее сильных воздействий к более сильным должен осуществляться постепенно, с учетом состояния организма и характера его ответных реакций на применяемое воздействие. Иными словами, Силу раздражителя увеличивают постепенно. В весенне-летний период, когда закаливание происходит стихийно в связи с облегчением одежды, купанием в открытых водоёмах и т. п., снижение температур воды и воздуха можно проводить более интенсивно. Когда закаливания проводят в осенне-зимний период, температуру воды и воздуха снижают со значительно большими интервалами. Особенно это важно учитывать при закаливании детей и пожилых, а также людей, страдающих хроническими заболеваниями сердца, легких и желудочно-кишечного тракта. В начале применения закаливающих процедур у организма возникает определенная ответная реакция со стороны дыхательной, сердечнососудистой и центральной нервной систем. По мере неоднократного повторения этой процедуры реакция на нее организма постепенно ослабевает, а дальнейшее ее использование уже не оказывает закаливающего эффекта. Только тогда надо изменить силу и длительность воздействия закаливающих процедур на организм. С них обычно и рекомендуется начинать систематическое закаливание всего организма. Научные наблюдения показывают, что закаленность организма значительно возрастает, если систематически предъявлять к нему повышенные требования. Не следует забывать, что если дозу раздражителя при проведении закаливающих процедур постепенно не увеличивать, то он уже не может стимулировать повышение закаленности и устойчивости организма. Закаливание надо начинать с небольших доз и простейших способов, постепенно предъявляя организму все более высокие требования. Необходима предварительная тренировка организма более щадящими процедурами. Начать можно с обтирания, ножных ванн, и уже затем приступить к обливаниям, соблюдая при этом принцип постепенности снижения температур. При проведении закаливания лучше всего придерживаться известного медицинского правила: слабые раздражители способствуют лучшему отправлению функций, сильные мешают ему, чрезмерные губительны. При закаливании важно также учитывать индивидуальные особенности человека. Закаливание оказывает весьма сильное воздействие на организм, особенно на людей, впервые приступающих к нему. Поэтому прежде чем приступать к приему закаливающих процедур, следует обратиться к врачу. Учитывая возраст и состояние организма, врач поможет правильно подобрать закаливающее средство и посоветует, как его применять, чтобы предупредить нежелательные последствия. Врачебный контроль в ходе закаливания позволит выявить эффективность закаливающих процедур либо обнаружить нежелательные отклонения в здоровье, а также даст врачу возможность планировать характер закаливания в дальнейшем. При выборе дозировки и форм проведения закаливающих процедур учитываются разные индивидуальные особенности человека — возраст, состояние здоровья, другие факторы. Объясняется это тем, что реакция организма на закаливающие процедуры у разных людей неодинакова. Дети, например, обладают большей, взрослые, чувствительностью к влиянию внешних факторов. Лица, слабо физически развитые или недавно перенесшие какое-либо заболевание, также значительно сильнее реагируют на воздействие метеорологических факторов по сравнению со здоровыми людьми. Важно учитывать и возраст. Обычно у человека в 40-50-летнем возрасте, а тем более в последующие годы происходят неизбежные возрастные изменения кровеносных сосудов и других систем организма. Пожилым и старым людям по этой причине особенно опасно пользоваться сильнодействующими закаливающими средствами и увлекаться длительными процедурами. Постепенность нарастания нагрузки должна быть приведена в строгое соответствие с индивидуальными особенностями. Нельзя забывать и тех заболеваниях, которые могут быть у человека, приступающего к закаливанию. Наконец важно учитывать также климатические условия, в которых живет и работает человек, а также различные капризы погоды. Важным фактором оценки эффективности закаливания является и самоконтроль. При самоконтроле закаливающийся сознательно следует закаливание своим самочувствием и на основании этого может изменять Душ — еще более эффективная водная процедура. В начале закаливания температура воды должна быть около +30-32С и продолжительность не более минуты. В дальнейшем можно постепенно снижать температуру и увеличивать продолжительность до 2 мин., включая растирание тела. При хорошей степени закаленности можно принимать контрастный душ, чередуя 2-3 раза воду 35-40С с водой 13-20С на протяжении 3 мин. Регулярный прием указанных водных процедур вызывает чувство свежести, бодрости, повышенной работоспособности. Большую пользу приносят также купания. Однако такие водные процедуры, как купание в открытых водоемах зимой, можно принимать исключительно после длительной предварительной подготовки, с разрешения врача и под постоянным врачебным контролем. Кроме того, закаливание холодом может привести к изменению температурного режима организма. Постоянство температуры тела возможно лишь в том случае, если количество образующегося тепла равно количеству тепла, отдаваемого телом в окружающую среду. Иными словами, постоянство температуры тела обеспечивается сочетанием двух взаимосвязанных процессов — теплопродукци и теплоотдачи. Если приход тепла равен его расходу, то температура тела сохраняется на постоянном уровне. Если же теплопродукция преобладает над теплоотдачей, температура тела повышается. В связи с этим резкое понижение температуры для неподготовленного (незакаленного организма) ведет к повышению температуры и возникновению простудного заболевания. В тех же случаях, когда образование тепла отстает от теплоотдачи, наблюдается снижение температуры тела. Надо отметить, что пределы терморегуляции отнюдь не безграничны. Нарушения теплового равновесия организма, как правило, причиняют существенный вред здоровью. Чрезмерное охлаждение, например, ведет к ослаблению организма, снижению его устойчивости, уменьшению сопротивляемости болезнетворным микробам. Давно уже было замечено, что люди не одинаково реагируют на охлаждение. Простудные заболевания возникают далеко не у всех. Есть не мало морозоустойчивых людей, которые менее подвержены простудами без болезненно переносят резкие колебания температуры. Оказалось также, что степень чувствительности к холоду зависит не от врожденных особенностей организма, а обусловливается условиями жизни, и, прежде всего от климатических особенностей. Другой способ закаливания – закаливание воздухом (или аэротерапия). Воздух, как известно, представляет собой естественную смесь газов, главным образом азота и кислорода. Эта газовая оболочка и составляет атмосферу нашей планеты. Под воздействием воздуха и воды на поверхности Земли совершаются важнейшие геологические процессы, формируются погода и климат. Существование человека, жизнедеятельность его органов и систем во многом зависят от химического состава и физических свойств атмосферного воздуха. Если без еды человек может обходиться десятки дней, без воды-3 дня, то без воздуха он не проживет и 10 мин. Но воздух не только поставщик необходимого кислорода. Он -прекрасное средство укрепления и закаливания организма. Именно поэтому воздушные ванны рассматриваются как наиболее безопасные процедуры. Важной и исключительной особенностью воздушных процедур как закаливающего средства является то, что они доступны людям различного возраста и широко могут применяться не только здоровыми людьми, но и страдающими некоторыми заболеваниями. Более того, при ряде заболеваний (неврастения, гипертоническая болезнь, стенокардия) эти процедуры назначаются как лечебное средство. Указанный вид закаливания надо начинать с выработки привычки к свежему воздуху. Большое значение для укрепления здоровья имеют прогулки. Закаливающее действие воздуха на организм способствует повышению тонуса нервной и эндокринной систем. Под влиянием воздушных ванн улучшаются процессы пищеварения, совершенствуется деятельность сердечнососудистой и дыхательной систем, изменяется морфологический состав крови (в ней повышается количество эритроцитов и уровень гемоглобина). Пребывание на свежем воздухе улучшает общее самочувствие организма, оказывая влияние на эмоциональное состояние, вызывает чувство бодрости, свежести. Закаливающий эффект воздуха на организм является результатом комплексного воздействия ряда физических факторов: температуры, влажности, направления и скорости движения. Кроме того, особенно на берегу моря на человека оказывает влияние и химический состав воздуха, который насыщен солями, содержащимися в морской воде. По температурным ощущениям различают следующие виды воздушных ванн: горячие (свыше 30С), теплые(свыше 22С), индифферентные (21-22С), прохладные (17-21С), умеренно холодные (13-17С), холодные (4-13С), очень холодные (ниже 4С).Надо иметь в виду, что раздражающее действие воздуха оказывает влияние на рецепторы кожи тем резче, чем больше разница температур кожи и воздуха. Более выраженное действие оказывают прохладные и умеренно холодные воздушные ванны. Принимая с целью закаливания все более прохладные воздушные ванны, мы тем самым тренируем организм к низким температурам внешней среды путем активации компенсаторных механизмов, обеспечивающих терморегуляторные процессы. В результате закаливания в первую очередь тренируется подвижность сосудистых реакций, выступающих в роли защитного барьера, охраняющего организм от резких перепадов внешней температуры. Теплые ванны, не обеспечивая закаливания, тем не менее оказывают положительное влияние на организм, улучшая окислительные процессы. Влажность воздуха в сочетании с колебаниями его температуры способна оказывать разное влияние на процессы терморегуляции организма. От относительной влажности воздуха зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи и легких. В сухом воздухе человек легко переносит значительно более высокую температуру, чем во влажном. Сухость воздуха способствует потере организмом влаги. Немаловажное значение при приеме воздушных ванн имеет также подвижность воздуха (ветер). Ветер воздействует на организм витамина D, который оказывает выраженное антирахитическое действие; ускоряет обменные процессы; под его влиянием образуются высокоактивные продукты белкового обмена биогенные стимуляторы. УФ лучи способствуют улучшению состава крови, обладают бактерицидным действием, повышая тем самым сопротивляемость организма по отношению к простудным и инфекционным заболеваниям; они оказывают тонизирующее действие практически на все функции организма. Кожа разных людей обладает разной степенью чувствительности к солнечному облучению. Это связано с толщиной рогового слоя, степенью кровоснабжения кожи и способностью её к пигментации. Солнечные ванны – один из способов закаливания солнцем. Принимать их следует осторожно и желательно утром, т.к. воздух особенно чист и ещё не слишком жарко, а также ближе к вечеру, когда солнце клонится к закату. Лучшее время для загара: в средней полосе 9-13 и 16-18 часов; на юге 8-11 и 17-19 часов. Первые солнечные ванны надо принимать при температуре воздуха не ниже 18. Продолжительность их не должна превышать 5 минут (далее прибавлять по 3-5 минут, постепенно доводя до часа). Во время приема воздушных ванн солнечных ванн нельзя спать! Летом рекомендуют проводить световоздушные ванны при температуре воздуха 22C. Следующий вид закаливания – закаливание в бане. Баня является прекрасным гигиеническим, лечебным и закаливающим средством. Под влиянием банной процедуры повышается работоспособность организма и его эмоциональный тонус, ускоряются восстановительные процессы после напряженной и длительной физической работы. В результате регулярного посещения бани возрастает сопротивляемость организма к простудным и инфекционным заболеваниям. Пребывание в парном отделении бани вызывает расширение кровеносных сосудов, усиливает кровообращение во всех тканях организма. Под влиянием высокой температуры интенсивно выделяется пот, что способствует выведению из организма вредных продуктов обмена веществ. Однако и у этого вида закаливания есть свои недостатки. В бане, например, нет движения воздуха. Пребывание в бане требует строгого нормирования с учетом состояния здоровья, возраста и индивидуальной способности человека адаптироваться к ее условиям. Слишком высокая температура и длительное нахождение в бане не целесообразны, так как могут привести к снижению работоспособности, ухудшению самочувствия. Время пребывания в сауне зависит от следующих обстоятельств: проводились или нет до бани напряженная физическая работа, спортивные тренировки, когда (в тот же день или спустя сутки и более после бани) они пл анируют с я . По с ещени е б ани проти вопо ка з а н о людям с сердечнососудистыми заболеваниями. Но и для здоровых людей долгое пребывание в бане может вызвать потерю сознания, а иногда и смерть. В умеренных же количествах банные процедуры прекрасно сочетаются с массажем. Благодаря ему улучшается кровоснабжение мышц, суставов, связок. Тепло, пар в свою очередь активизируют физиологическое действие массажа. Восстановительный эффект от совместного применения массажа и щедрого жара, как показали исследования, более значителен. Вообще же массаж – это еще один из методов закаливания организма. Благотворная роль массажа объясняется тем, что применяемые приемы, действуя на заложенные в коже, мышцах и связках нервные окончания, оказывают влияние на центральную нервную систему, а через нее на функциональное состояние всех органов и систем. Улучшаются кровообращение и питание кожи, мышц, усиливается выделительная функция сальных и потовых желез. Повышается работоспособность мышц — они лучше снабжаются кислородом и питательными веществами, быстрее освобождаются от продуктов распада. Увеличиваются эластичность и прочность связок, подвижность в суставах, ускоряется ток крови и лимфы. Все это ведет к тому, что человек после массажа чувствует себя бодрее, а процесс восстановления сил у него происходит быстрее. Массаж, как правило, производится специалистом. Однако отдельные приемы вполне можно научиться выполнять самостоятельно. Какие же основные правила необходимо при этом соблюдать? Прежде всего, руки и тело должны быть чистыми. Для того чтобы кожа стала достаточно скользкой, чтобы предохранить ее от раздражения, можно применять детскую присыпку, тальк, рисовую пудру, борный вазелин. Во время массажа тело занимает удобное положение, мышцы предельно расслаблены. Движения массажиста всегда совершаются в направлении тока крови и лимфы. При массаже используются следующие приемы в порядке их применения: поглаживание, выжимание, разминание, потряхивание, растирание, активные и пассивные движения с сопротивлением, ударные приемы, встряхивание. Массажные приемы не должны вызывать болевых ощущений. Выполняя любой прием, необходимо соблюдать определенный ритм, темп движений и силу давления (сдавливания ) . Различают две формы массажа : частный(локальный),когда массируется отдельно какая-либо часть тела, и общий массаж, при котором массируется все тело. Выделяют следующие виды массажа: гигиенический, спортивный, косметический, лечебный. Особое значение для укрепления здоровья имеет гигиенический массаж, который способствует поддержанию жизненного тонуса организма, повышению работоспособности, ускорению восстановительных процессов и предупреждению заболеваний.
сообщение по ОКРУЖАЕЩЕМУ МИРУ 4 класс на тему закаливание текст
Закаливание — это комплекс мероприятий по повышению устойчивости организма к воздействию неблагоприятных погодно-климатических условий. Закаливание – это своеобразная тренировка защитных сил организма, подготовка их к своевременной мобилизации. Закаливающие процедуры нормализуют состояние эмоциональной сферы, делают человека более сдержанным, уравновешенным, они придают бодрость, улучшают настроение. Закаливание повышает работоспособность и выносливость организма. Закаленный человек легко переносит не только жару и холод, но и резкие перемены внешней температуры, которые способны ослабить защитные силы организма.Важнейшая профилактическая роль закаливания состоит в том, что закаливание не лечит, а предупреждает болезнь. Закаливание может применять любой человек независимо от степени физического развития.
Закаливание – это умелое использование совершенных, созданных тысячелетней эволюцией физиологических механизмов защиты и адаптации организма. Оно позволяет использовать скрытые возможности организма, мобилизовать в нужный момент защитные силы и тем самым устранить опасное влияние на него неблагоприятных факторов внешней среды.
Закаливание необходимо осуществлять по следующим механизмам:
1.Систематичность использования закаливающих процедур. Закаливание организма должно проводиться систематически, изо дня в день в течение всего года независимо от погодных условий и без длительных перерывов.
2. Постепенность увеличения силы раздражающего воздействия. Закаливание принесет положительный результат лишь в том случае, если сила и длительность действия закаливающих процедур будут наращиваться постепенно. Переход от менее сильных воздействий к более сильным должен осуществляться постепенно, с учетом состояния организма и характера его ответных реакций на применяемое воздействие.
3. Последовательность в проведении закаливающих процедур. Необходима предварительная тренировка организма более щадящими процедурами. Начать можно с обтирания, ножных ванн, и уж затем приступить к обливаниям, соблюдая при этом принцип постепенности снижения температур.
4. Учет индивидуальных особенностей человека и состояния его здоровья. Прежде чем приступать к приему закаливающих процедур, следует обратиться к врачу, так как закаливание оказывает весьма сильное воздействие на организм, особенно на людей, впервые приступающих к нему. Учитывая возраст и состояние организма, врач поможет правильно подобрать закаливающее средство и посоветует, как его применять, чтобы предупредить нежелательные последствия.
5. Комплексность воздействия природных факторов. Основными средствами закаливания являются воздух, вода, солнечные лучи; сочетание с физическими упражнениями повышает эффективность закаливающих процедур.
Основные методы закаливания:
1. Закаливание воздухом
2. Воздушные ванны
3. Закаливание водой.
4. Закаливание в парной
5. Закаливание солнцем
Гигиенические требования при проведении занятий
Физические упражнения являются одним из важнейших закаливающих факторов. Физические упражнения значительно расширяют функциональные возможности всех систем организма, повышают его работоспособность. Их оздоровительный и профилактический эффект связан с повышенной физической активностью, усилением функций опорно-двигательного аппарата, активизацией обмена веществ.
Для занятий закаливанием и физическими упражнениями используют специальную одежду, к которой применяется ряд требований.
В заключении отметим, что закаливание – важное средство профилактики неблагоприятного воздействия погодно-климатических условий на организм. Систематическое применение закаливающих процедур повышает общий уровень здоровья человека
EverParse: Защита критических поверхностей атаки с помощью официально проверенных анализаторов сообщений
EverParse — это платформа для создания проверяемых безопасных парсеров и средств форматирования, используемых для повышения безопасности критически важных баз кода в Microsoft. EverParse разработан в рамках проекта Project Everest , сотрудничества исследовательских лабораторий Microsoft в Redmond, Washington ; Индия ; и Кембридж, Соединенное Королевство ; Объединенный центр исследований Microsoft и Inria ; Инриа ; Университет Карнеги-Меллона ; и несколько других участников с открытым исходным кодом.Команда Everest создала несколько официально проверенных программных компонентов, в том числе криптографического провайдера EverCrypt и проверенных реализаций уровня записи TLS 1.3 , уровня записи QUIC , обмена сообщениями Signal . протокол и протокол измеренной загрузки DICE . Это четвертый пост в блоге из серии о проекте «Эверест».
Эксплойты безопасности программного обеспечения часто начинаются с того, что злоумышленник вводит неожиданные данные в программу, сбивает программу с толку и приводит к ее неправильному поведению, что позволяет злоумышленнику получить доступ к критически важной системе, что приводит к сбоям и нарушению работы службы, раскрытию информации и т. Д. или даже предоставить злоумышленнику полный контроль над системой.
Большинство программ предназначены для проверки своих входных данных перед дальнейшей обработкой, чтобы избежать таких сценариев, но правильную проверку входных данных сделать сложно, особенно потому, что и форматы сообщений, и код проверки часто оптимизированы для повышения производительности. Неправильная проверка входных данных является третьей наиболее распространенной и серьезной уязвимостью согласно списку 25 самых опасных уязвимостей программного обеспечения CWE 2020 года MITRE, при этом ошибки проверки входных данных скрываются на всех уровнях программного стека.Современное программное обеспечение построено на башне абстракций, охватывающей несколько границ доверия. Каждый раз, когда более привилегированный код получает входные данные от менее привилегированных уровней, отсутствие проверки ввода может привести к разрушению башни абстракций. Проверка ввода — и, в более общем смысле, синтаксический анализ — особенно сложно, когда входные форматы являются сложными, например, при работе с данными переменной длины и другими формами зависимости данных. Из соображений эффективности форматы могут быть плотно закодированы в двоичном формате и, как ожидается, будут анализироваться низкоуровневым кодом на языках системного программирования, таких как C или C ++, которые трудно использовать безопасно.Единственная пропущенная проверка может привести к переполнению буфера и компрометации системы.
Одним из плодотворных и широко распространенных направлений исследований является обнаружение недостатков в синтаксических анализаторах с использованием фаззинга, метода автоматической генерации тестов для программ. Фаззинг действительно является эффективной стратегией для выявления широких классов уязвимостей, но сложно получить надежные гарантии правильности или безопасности с помощью фаззинга (хотя и не невозможно, как показывают некоторые исследования Microsoft Research). Для наиболее важных систем мы рекомендуем вместо этого автоматическое создание синтаксических анализаторов и валидаторов входных данных на основе декларативных спецификаций высокого уровня для форматов двоичных сообщений.Важно отметить, что, используя методологию доказательства программ и набор инструментов проекта Everest, мы можем создавать эффективный код C, подкрепленный математическими доказательствами правильности и безопасности.
В статье 2019 года мы представили EverParse, фреймворк, который автоматически создает высокопроизводительный, формально проверенный код C для анализа двоичных сообщений. EverParse теперь используется для обеспечения того, чтобы определенные компоненты виртуализации сети в ядре Windows правильно анализировали входные данные, контролируемые злоумышленником. Другими словами, сетевые пакеты сначала обрабатываются кодом EverParse, который, как доказано, правильно анализирует и принимает только правильно сформированные сообщения, отклоняя потенциально вредоносные входные данные до того, как они достигнут остальной системы.Виртуализированные сети, усиленные EverParse, доступны сегодня для использования через программу предварительной оценки Windows. В будущих версиях Windows Server будет такое же усиление, повышающее безопасность виртуальных машин и контейнеров в Microsoft Azure.
EverParse: математически проверенный генератор парсеров
Благодаря EverParse программистам больше не нужно писать подверженные ошибкам двоичные анализаторы сообщений. Вместо этого из декларативного формата сообщения EverParse генерирует код на языке программирования F * вместе с автоматически проверяемыми формальными доказательствами того, что код безопасен для памяти и верен — например, что он не считывается за пределами массивов и что он успешно анализирует именно те сообщения, которые отформатированы в соответствии со спецификацией входящего сообщения.Как только F * проверяет эти доказательства, он генерирует безопасный высокопроизводительный код C для сгенерированных синтаксических анализаторов, как описано в этой статье о проверенном низкоуровневом программировании на F *. Программистам остается сосредоточиться на разработке своего программного обеспечения, чтобы вставить официально проверенный код синтаксического анализа EverParse до их основной обработки, специфичной для конкретного приложения.
Начиная с высокоуровневого языка форматов сообщений, EverParse автоматически генерирует безопасный, правильный и быстрый код синтаксического анализа (нулевое копирование).В этом примере показан формат сообщения переменной длины, зависящий от данных, указанный на языке ввода EverParse. Фиолетовое выделение синтаксиса представляет ключевые слова языка, его типы — зеленым, а синее выделение — его семантические ограничения. В приведенном выше примере кода показан простой пример спецификации EverParse. В этом примере подчеркивается поддержка EverParse форматов сообщений переменной длины, зависящих от данных; EverParse использует синтаксис, который дополняет синтаксис C определений типов различными видами семантических ограничений (выделены синим).Структура сообщений переменной длины
объединяет поле размера
, которое должно быть не более 1024, с массивом сообщений
, размер которых в байтах равен точно размеру
. Сама структура сообщения
связывает тег с полем сообщения
, зависящим от данных объединением или casetype
, регистр которого определяется тегом.
Из этой спецификации EverParse создает формально проверенную процедуру C для проверки того, что ненадежный ввод содержит правильно отформатированные сообщения — его подпись на C просто BOOLEAN CheckMessages (uint8_t * bytes, uint32_t len)
. То есть, учитывая байта,
указатель на массив из по меньшей мере len
байтов, CheckMessages
решает, правильно ли эти байты представляют массив сообщений
. Доказательство в F * гарантирует, что CheckMessages
верны, возвращая true
всякий раз, когда байта
содержат действительные Messages
и false
в противном случае, при чтении каждого байта в массиве bytes
не более одного раза и не изменяя ни одного существующая память или выполнение любого выделения кучи.
Остается вставить вызов CheckMessages
в программу сразу после получения ненадежных входных данных, используя его для фильтрации только всех некорректных сообщений. Помимо простой проверки ненадежных входных данных, EverParse также предлагает несколько других конструкций для безопасного чтения соответствующих частей входных данных для дальнейшей обработки, зависящей от приложения, и для сообщения об ошибках синтаксического анализа. Парсеры, произведенные EverParse, могут использоваться в рамках более крупного проекта F *, обеспечивая доказательства правильности и безопасности полных компонентов программного обеспечения.Например, мы используем EverParse в наших проверенных реализациях уровня записи TLS 1.3, уровня записи QUIC и протокола измеренной загрузки DICE, которые запрограммированы и проверены в F *. Однако код C, созданный из EverParse, также может быть напрямую интегрирован в существующий проект C или C ++, укрепляя поверхность атаки критически важной части программного обеспечения, обеспечивая правильную проверку и анализ сообщений, как мы опишем ниже.
EverParse в виртуализации сети
Теперь мы переходим к использованию EverParse в ядре Windows для защиты виртуального сетевого стека, в частности его использования в виртуальном коммутаторе Hyper-V.Virtual Switch обеспечивает виртуализированный доступ к сети виртуальным машинам (ВМ). Виртуальный коммутатор работает в привилегированном корневом разделе Hyper-V и отправляет сетевые пакеты на гостевую виртуальную машину и аппаратную сетевую карту и от них. Эффективная и безопасная обработка этих сетевых пакетов является ключом к правильному функционированию нескольких критических систем, включая Microsoft Azure.
Вместе с командой виртуализации сети мы определили формат более сотни различных типов сообщений, охватывающих четыре различных уровня протокола, обрабатываемых Virtual Switch.EverParse производит около 30 000 строк проверенного кода C для проверки и анализа этих сообщений. Хотя описание этих форматов сообщений в EverParse требует тщательной разработки и обнаружения спецификаций (некоторые из этих протоколов включают проприетарные форматы с долгой историей развития), сгенерированный код C может быть развернут с уверенностью в его правильности и безопасности. В конкретном контексте виртуального коммутатора, помимо безопасности и правильности памяти, EverParse доказывает, что код свободен от двойных выборок, защищая его от ошибок времени проверки / времени использования.
Конечно, виртуальный коммутатор также является критически важным для производительности компонентом. Основная проблема заключалась в том, может ли добавление дополнительных проверок входных данных значительно снизить его производительность. Таким образом, мы приложили значительные усилия, чтобы код, созданный EverParse, был быстрым. По своей конструкции валидаторы EverParse работают на месте без копирования каких-либо данных и, благодаря своей свободе от двойной выборки, гарантируют, что никогда не прочитают определенную ячейку памяти более одного раза. Кроме того, мы разработали наши спецификации и стратегию проверки входных данных на многоуровневой основе, чтобы поддерживать инкрементную проверку входных данных, а не нести первоначальные затраты на проверку всего пакета перед обработкой.Все эти меры гарантировали, что использование проверенных синтаксических анализаторов не повлияло на производительность, и в некоторых случаях мы смогли удалить избыточные копии и проверки в существующем коде, поскольку эти проверки уже были выполнены EverParse.
Помимо технических улучшений безопасности, использование EverParse также повысило продуктивность команды.
«EverParse сыграл важную роль в нашей способности реализовать продукт», — говорит Омар Кардона, руководитель группы инженеров группы виртуализации сети, добавляя, что «объем и сложность задействованных протоколов / сообщений не могли быть решены вручную, чтобы соответствовать требованиям. сроки проекта.”
Кроме того, при сохранении нашего кода в базе кода Windows в течение последних 18 месяцев формальные доказательства правильности и безопасности EverParse дали уверенность в том, что изменения кода не представляют ненужного риска. Например, при рефакторинге спецификаций EverParse мы доказываем на F *, что семантические изменения не были внесены случайно.
Избавьтесь от рукописных синтаксических анализаторов
В Virtual Switch мы заменили рукописный код проверки ввода на автоматически сгенерированные, доказанно безопасные синтаксические анализаторы, но это только начало.В экосистеме программного обеспечения есть поверхности для атак, подверженные ошибкам проверки входных данных, и их защита — долгий путь. Мы считаем, что EverParse может помочь.
В заключение мы предлагаем некоторые взгляды на ландшафт проверки и анализа входных данных, особенно в контексте критически важного для безопасности низкоуровневого кода.
Программисты, владеющие языками высокого уровня, редко пишут парсеры сообщений вручную; они используют генераторы парсеров или интегрированные в язык форматы сообщений, такие как JSON.Тем не менее, для критически важного для производительности низкоуровневого кода рукописные синтаксические анализаторы для пользовательских двоичных форматов по-прежнему являются нормой, а ошибки синтаксического анализа приводят к неожиданным «странным машинам», управляемым злоумышленником. Интегрированные в язык форматы сообщений для низкоуровневого кода начинают получать некоторое распространение, особенно с такими фреймворками, как protobuf, FlatBuffers и Cap’n Proto. Однако в ситуациях, когда формат проводника продиктован внешними ограничениями — например, предписанными стандартом или устаревшими ограничениями — по-прежнему необходим более гибкий способ определения и анализа пользовательских двоичных форматов.Кроме того, существующие фреймворки не предоставляют математических гарантий правильности и безопасности сгенерированных синтаксических анализаторов.
EverParse стремится оставить в прошлом рукописные низкоуровневые синтаксические анализаторы. Располагая новейшими технологиями проверки программ, мы можем создавать высокоэффективные, доказуемо правильные и безопасные анализаторы низкого уровня из высокоуровневых форматов сообщений и интегрировать их как в полностью проверенные компоненты, так и в унаследованные приложения.
EverParse с открытым исходным кодом на GitHub.Попробуйте и свяжитесь с нами!
Режим повышенной безопасности MSMQ | Документы Microsoft
- 2 минуты на чтение
В этой статье
Применимо к: Windows 10, Windows 7, Windows 8, Windows 8.1, Windows Server 2008, Windows Server 2008 R2, Windows Server 2012, Windows Server 2012 R2, Windows Server Technical Preview, Windows Vista
Назначение усиленного режима MSMQ (введено в MSMQ 3.0) предназначен для повышения безопасности компьютеров MSMQ 3.0, работающих в Интернете. Усиленный режим MSMQ предназначен для поддержки сценариев, в которых используются только сообщения HTTP (SRMP).
Примечание
Режим повышенной безопасности MSMQ не обеспечивает полную защиту компьютера MSMQ. Чтобы полностью защитить компьютер от потенциальных атак безопасности, таких как подмена сообщений, следует использовать протокол SSL и сертификаты клиентов в сочетании с усиленным режимом MSMQ.
Усиленный режим MSMQ накладывает следующие ограничения:
Служба очереди сообщений не прослушивает напрямую какие-либо порты.Только сообщения, поступающие с удаленных компьютеров через IIS, принимаются и помещаются в очереди назначения. Удаленные вызовы RPC игнорируются (удаленное чтение блокируется), а зависимые клиенты не поддерживаются.
Попытки открыть удаленные очереди с именами в формате, отличном от HTTP, и отправить им сообщения завершаются успешно, а отправленные сообщения помещаются в соответствующие исходящие очереди на локальном компьютере. Однако все исходящие очереди (созданные на локальном компьютере, которые соответствуют очередям удаленного назначения, заданным именами в формате, отличном от HTTP, находятся в заблокированном состоянии.Ожидающие сообщения, включая сообщения подтверждения и ответа, которые находятся в заблокированных исходящих очередях, не передаются по назначению. Приложения могут определить, находится ли очередь исходящих сообщений в заблокированном состоянии, проверив свойство PROPID_MGMT_QUEUE_STATE или MSMQOutgoingQueueManagement.State.
Ожидающие сообщения, предназначенные для удаленных очередей назначения с именами в формате, отличном от HTTP, включая удаленные очереди, обозначенные не-HTTP-элементами имени многоэлементного формата, остаются в заблокированных исходящих очередях до тех пор, пока не будет отменен усиленный режим MSMQ и служба очереди сообщений не будет отключена. перезапущен.
В усиленном режиме MSMQ сообщения, отправленные с именами в формате, отличном от HTTP, могут быть помещены в локальные очереди и получены из них.
Режим усиленного MSMQ запускается и отменяется на локальном компьютере путем установки записи реестра Hardened_MSMQ .
Дополнительная информация
Аутентификация | Руководство по усилению безопасности
Применимо к SUSE Enterprise Storage 7
Обеспечение необходимости аутентификации клиентов перед доступом к ресурсам на SUSE Enterprise Storage важен для безопасности системы.Разрешение анонимного следует избегать использования или слабых схем аутентификации.
По возможности применяйте строгую аутентификацию: cephx
работает, имея
секретный ключ, совместно используемый клиентом и службой. Так обе стороны
могут доказать друг другу, что они те, кем себя называют. cephx
— это
схема аутентификации по умолчанию, и ее не следует заменять более слабыми методами.
cephx
по умолчанию включен для связи в самом кластере
( auth_cluster_required
) и для связи между
клиент и кластер ( auth_service_required
).Ты
можно проверить это, выполнив следующее:
cephuser @ adm>
для option_name в auth_cluster_required auth_service_required auth_client_required; делать
echo -n "$ option_name:"
ceph config получить mon $ option_name
сделано
auth_cluster_required: cephx
auth_service_required: cephx
auth_client_required: cephx, нет
Вы также можете включить auth_client_required
, чтобы
Кластер SUSE Enterprise Storage для аутентификации клиентов для предотвращения вредоносных
актеры из служб, выдающих себя за другое лицо.Это делается путем установки auth_client_required От
до cephx
только с ceph config set global auth_client_required cephx
команда.
cephx
касается только аутентификации. Это не гарантирует, что
данные шифруются при отправке в кластер (в транспорте) или при хранении в
кластер (в состоянии покоя). При выборе способа доступа клиентов к кластеру
выбрать метод доступа, обеспечивающий конфиденциальность в транспорте (для
Например, используйте HTTPS при использовании RADOS).Подробнее о cephx
см.
Раздел 30.1, «Архитектура аутентификации».
Вы можете принудительно подписать сообщения, чтобы усилить протокол аутентификации. С участием
конфигурация ceph устанавливает global cephx_require_signatures true
вы можете принудительно использовать подписи для всех сообщений между
клиент и кластер и между демонами в кластере.
в вопросе о том, что клиенты не могут должным образом подписывать свои сообщения, вы
можно включить его только для использования в кластере с конфигурацией ceph установить глобальную команду cephx_cluster_require_signatures
.
Сильная аутентификация также требует правильной обработки ключей от создания до уничтожение ключей. Каждый клиент должен получить отдельный ключ, который не следует использовать повторно, по крайней мере, для клиентов с другой безопасностью характеристики. Таким образом, вы можете дать наименьшее количество привилегий для каждая учетная запись, которая необходима для ограничения риска. Создание пользователей рассматривается в Раздел 20.2.1, «Создание учетной записи пользователя Ceph».
Ключи должны храниться с безопасными разрешениями на клиентском компьютере, чтобы предотвратить утечка учетных данных.В большинстве случаев это означает, что только пользователь и root являются умеет читать ключевой материал. Если у вас есть установка, в которой вам нужно предоставить более широкий доступ, вам необходимо подумать о последствиях для безопасности, которые случайные или злонамеренные утечки ключевых материалов в вашей среде.
По умолчанию ключевой материал надежно хранится в SUSE Enterprise Storage, и вы необходимо убедиться, что вы делаете то же самое при переносе ключевого материала в клиентов. Это означает, что вы используете безопасные транспортные механизмы (HTTP, SSH) для передать ключ и установить строгие разрешения для файлов, хранящих ключевой материал.В зависимости от ваших требований безопасности использование служб хранилища или модули безопасности оборудования могут быть подходящими.
Также рассмотрите схему резервного копирования, чтобы гарантировать безопасность ключей во время весь жизненный цикл. Резервное копирование ключей должно соответствовать тем же стандартам безопасности. как и другие системы, которые хранят ключ в режиме ожидания.
В начальной конфигурации у вас есть административные учетные записи, в которых хранятся все сила. В зависимости от ваших нормативных и других требований вам необходимо разделить эти учетные записи на несколько учетных записей, которые содержат разные привилегии.Это позволяет назначить наименьшее количество привилегий, необходимых для выполнить задание.
Вы должны создать процесс, который регулярно проверяет привилегии, которые есть у пользователей. и при необходимости отрегулируйте их. Специально для привилегированных аккаунтов мы рекомендую, чтобы это происходило на регулярной основе, и каждый раз, когда пользователь мог изменили эти настройки, удаляется из настроек. Например, если кто-то меняет роль и больше не является администратором SUSE Enterprise Storage.
Границы | Шифрование сообщений в операционной системе роботов: побочные эффекты усиления защиты мобильных роботов
1. Введение
Для развертывания роботов в реальных общественных местах, таких как школы, больницы или детские сады, требуются возможности взаимодействия человека и робота, что означает, что роботы слушают, разговаривают, записывают и взаимодействуют с людьми. Это также означает, что роботы обрабатывают личные данные со своих камер, микрофонов или лазерных датчиков. Эта информация может использоваться, например, для идентификации человека, взаимодействующего с роботом, что вызывает ряд проблем с конфиденциальностью и приводит к тому, что роботы не соответствуют действующим законам, таким как Общий регламент ЕС по защите данных (GDPR).
Кроме того, необходимо понимать проблемы безопасности, возникающие при перемещении робота из изолированной лаборатории в общественное место. Некоторым исследователям робототехники сложно осознавать проблемы безопасности, связанные с их работой, когда они сосредоточены на четко определенных темах (например, когда они улучшают алгоритм манипуляции). Таким образом, внедрение их вклада выходит за рамки их компетенции, поэтому вопросы безопасности, связанные с инфраструктурой, используемой роботами (Morante et al., 2015).
Несколько векторов атак на роботизированные системы были описаны в Denning et al. (2009) и может быть чрезвычайно важным. Упомяну только одну проблему: последствия кибератаки на хирургического робота могут подвергнуть жизнь пациента опасности. Две проблемы, конфиденциальность и безопасность, должны лежать в основе разработки программного обеспечения для мобильных роботов. Проблемы безопасности можно решить, используя библиотеки COTS (коммерческие готовые к использованию) или открытые исходные коды, но они обычно не предназначены для роботизированных платформ из-за дополнительных сетевых накладных расходов или потребления ЦП, которые могут повлиять на производительность системы.Это, в свою очередь, может повлиять на алгоритмы принятия решений роботами, что приведет к неустойчивому поведению роботов, которое является неприемлемым. Этот факт особенно актуален для роботов, взаимодействующих с людьми, что может привести к телесным повреждениям и / или вторжению в частную жизнь.
В этом исследовании эмпирически анализируется влияние решения проблем конфиденциальности и безопасности в мобильных роботах при применении шифрования к части информации, управляемой роботом. В частности, анализируется влияние на производительность различных программных компонентов.Дополнительным вкладом является описание различных решений, которые следует использовать с учетом аппаратного обеспечения и возможностей манипулирования данными различных роботов.
Этот метод обмена сообщениями представляет наихудший сценарий для робота, развернутого в публичном пространстве. Он может подвергаться атакам с перехватом, спуфингом или отказом в обслуживании. Кроме того, неавторизованные злоумышленники могут нарушить конфиденциальность пользователей, получив доступ к камерам робота, любым показаниям его датчиков или отслеживая человека.
В этой статье предлагается решить эти проблемы путем шифрования сообщений TCPROS. В частности, он анализирует поведение трех известных алгоритмов шифрования (3DES, AES и Blowfish) и их влияние на автономность робота. Результаты показывают, что необходим компромисс между алгоритмом шифрования и автономностью робота, охватывающий тип датчиков, используемых в роботе, требуемый уровень безопасности, объем данных, которыми обмениваются узлы ROS, и компьютерные возможности робота. .
Остальная часть этого документа организована следующим образом: в разделе 2 представлены основные принципы предлагаемого решения и связанных с ним работ. Раздел 3 описывает методологию экспериментов, проведенных для оценки нашего предложения. В разделе 4 показаны эмпирические результаты, а в разделе 5 обсуждается компромисс между производительностью и безопасностью. В Разделе 6 кратко излагается основной вклад и намеченная работа на будущее.
2. Справочная информация
Автономные автомобили, пылесосы на дому, помощь роботам носят компьютерный характер.Эта характеристика представляет роботов как компьютеры, которые могут подвергаться одним и тем же кибератакам и, следовательно, применять определенную степень кибербезопасности (Morante et al., 2015). По сути, обе платформы имеют операционные системы и приложения, однако робот справляется с основными функциями контроля и управления, вводя концепцию распределенных фреймворков.
Robot Operative System, также известная как ROS, стала самой популярной распределенной структурой для разработки роботизированных приложений (Quigley et al., 2009). Это началось как исследовательский проект, но в настоящее время большинство производителей коммерческих платформ используют ROS для создания роботизированных приложений. Таким образом, ROS стала стандартом de facto для разработки программного обеспечения для роботов. ROS включает в себя набор библиотек для управления роботами, аналогичных службам операционной системы, обеспечивающих абстракцию оборудования для датчиков и исполнительных механизмов, низкоуровневое управление устройствами и межпроцессное взаимодействие. Вычисления происходят в процессах ROS, называемых узлами. ROS реализует распределенную систему передачи сообщений, основанную на парадигме публикации / подписки, в которой узлы публикуют сообщения по темам, которые потребляют другие узлы.Сообщения распространяются с использованием TCPROS, транспортного уровня для сообщений и служб ROS. Он использует стандартные сокеты TCP / IP для передачи данных сообщений. Входящие соединения принимаются через сокет TCP-сервера с заголовком, содержащим информацию о сообщении, такую как тип данных, информация о маршрутизации, имя узла, отправляющего данные, имя темы, к которой подключается подписчик, и т. Д. К сожалению, передача сообщений была реализована в виде обычного текста, поэтому можно легко получить доступ к данным робота или изменить поведение робота, просто подключившись к той же сети.На рисунке 1 представлена модель, проиллюстрированная в Техническом обзоре ROS (ROS Wiki, 2014).
Рисунок 1 . Установление связей с помощью парадигмы ROS Topic. (Производная от «Установления тематической связи» (ROS Wiki, 2014), лицензированная в соответствии с CC BY 3.0).
К июлю 2017 года бинарные пакеты ROS были загружены 13 441 711 раз, считая загрузки только из основного репозитория, а не с многочисленных зеркал по всему миру. Однако этот сценарий массового признания общественности и благоприятной для разработчиков экосистемы программного обеспечения не привел к созданию руководства по безопасной разработке.Напротив, в текущей версии ROS можно определить основные проблемы безопасности: обмен данными в виде обычного текста, незащищенные порты TCP, устаревшие проблемы XML-RPC и незашифрованное хранилище данных.
Проблемы безопасностиROS могут использоваться вредоносными программами несколькими способами, как показано в McClean et al. (2013), где приманка на основе ROS была настроена для поиска уязвимостей в мобильном роботе. Однако было предложено несколько решений. В Huang et al. (2014) представлена структура проверки времени выполнения для роботизированных приложений, построенных на ROS, для решения проблем безопасности роботов.Предоставляется прозрачная инфраструктура мониторинга для перехвата и мониторинга команд и сообщений, проходящих через систему. Однако проблемы конфиденциальности, вызванные перехватом простых сообщений, не решаются этим решением, и авторы признали задержку между сообщениями из-за процесса мониторинга во время выполнения, но в их работе не сообщалось об измерениях этих проблем.
Vuong et al. (2015) экспериментально оценили метод на основе дерева решений для обнаружения кибератак на роботизированное транспортное средство в различных сценариях, включая отказ в обслуживании, внедрение команд и два типа атак вредоносного ПО.Таким же образом Sabaliauskaite et al. (2016) описывают экспериментальную оценку метода выявления взаимосвязи между отказами роботов и кибератаками. Было реализовано два типа кибератак на сенсорные измерения: внедрение ложных данных и масштабирование. Эксперименты анализировали, если робот не смог выполнить задачу по достижению пункта назначения. Мы предлагаем аналогичный подход, в котором изучаем влияние использования зашифрованных данных, которыми обмениваются при обмене данными между двумя узлами ROS с использованием различных конфигураций оборудования и разных датчиков.
Для решения этих проблем безопасности было предложено три основных рабочих подхода. Первый — это разработка новой версии ROS: ROS2 (Hood, Woodall, 2016). Этот подход направлен на решение некоторых проблем безопасности за счет использования библиотеки распределенной системы данных (DDS) вместо TCPROS. К сожалению, ROS2 все еще находится в стадии бета-тестирования. Второй подход основан на использовании традиционных средств защиты ядра. Он сосредоточен на разработке SROS (White et al., 2016) и использует TLS (Breiling et al., 2017) для защиты связи. Тем не менее, SROS — это экспериментальное решение, которое все еще находится в стадии интенсивной разработки и до сих пор не использовалось ни в одном производственном роботе. Третья строка группирует специальных решений , которые сталкиваются с одной или несколькими проблемами безопасности на уровне приложения, а не на уровне ядра или сети. Эта статья может попасть в третью категорию. Широко признано, что библиотеки COTS — хорошие варианты решения проблем безопасности; однако эти подходы имеют побочные последствия, которые необходимо изучить.
Проблемы конфиденциальности в робототехнических коммуникациях уже решаются в определенных областях. Например, для хирургической робототехники был предложен стандарт защищенной связи, называемый «Interoperable Tele -gery Protocol» (ITP). Этот стандарт определяет, как взаимодействуют главный и подчиненный компоненты, и учитывается его безопасность, как показано в работе Ли и Турайзингема (2012). Однако в этой области выделенные каналы связи считаются само собой разумеющимся, и никаких проблем с производительностью не ожидается.Кроме того, определенные области могут делать серьезные предположения об используемом оборудовании, но в общей структуре, такой как ROS, возможности оборудования, тип датчиков и т. Д. Предвидеть нельзя.
Авторы (Lera et al., 2016) предложили усилить протокол TCPROS путем шифрования некоторых полей передаваемых сообщений данных. Однако первый подход был сфокусирован только на одном алгоритме и не предлагал большого решения найденных проблем. В литературе есть много альтернатив для шифрования сообщений.По мнению Hardjono и Dondeti (2005), методы шифрования с симметричным (частным) ключом кажутся наиболее подходящими, особенно те, которые приняты Национальным институтом стандартов и технологий (NIST) (Barker and Barker, 2016).
Мы выбрали два алгоритма блочного симметричного шифрования, рекомендованные Национальным институтом стандартов и технологий (NIST) (Barker and Barker, 2016): алгоритм тройного шифрования данных (также известный как 3DES, 3TDES или 3TDEA) и Advanced Encryption Standard ( AES).Кроме того, мы также рассмотрели алгоритм Blowfish, поскольку он признан одним из наиболее эффективных алгоритмов с учетом времени, затрачиваемого на шифрование, и памяти, необходимой для реализации (Patil et al., 2016).
3DES — это алгоритм шифрования, использующий 64-битный размер блока и 192-битный размер ключа. Он похож на исходный DES (Smid and Branstad, 1988). Подход предлагает применить процесс шифрования DES 3 раза для повышения уровня шифрования.AES (Daemen and Rijmen, 2013) — это блочный шифр с симметричным ключом, который имеет переменную длину ключа 128, 192 или 256 бит. Он может шифровать блоки данных длиной 128 бит за 10, 12 и 14 раундов в зависимости от размера ключа. Каждый раунд состоит из подстановки и перестановки, а вся конструкция называется сетью подстановки-перестановки. В отличие, например, от сети Фейстеля 3DES. Благодаря гибкости AES (Gueron, 2010) он подходит как для аппаратной, так и для программной реализации.Blowfish (Schneier, 1993) использует 64-битный блок и позволяет использовать ключ переменной длины в диапазоне от 32 до 448 бит.
Эффективность этих методов алгоритма была тщательно изучена Надимом и Джаведом (2005) и Эльминамом и др. (2008). Было доказано, что Blowfish имеет лучшую производительность, например, для шифрования видео или звуков (Elminaam et al., 2010), но в других ситуациях AES показывает лучшие результаты (Schneier et al., 1999). Поэтому был выбран эмпирический подход, чтобы попытаться решить, какой алгоритм более подходит, в зависимости от конфигурации и возможностей робота.
3. Модель, материалы и методы
В этом разделе определяются характеристики кибератаки на мобильную роботизированную платформу, развернутую в реальной среде. Кроме того, в нем описаны материалы (аппаратное и программное обеспечение), используемые для реализации упрочнения робота, и методология, используемая для оценки производительности робота в условиях упрочнения.
3.1. Модель кибератаки
Распределенные свойства структуры ROS позволяют нам моделировать наш подход, вдохновленный классификацией злоумышленников Raymond (2001), применяемой к сети.Он охватывает три фактора: местоположение, локальный: внутренний – внешний, злоумышленник атакует робота, в той же сети, что и робот, или за облаком; поведение, пассивно-активное, злоумышленник активно меняет статус робота или остается пассивным, собирая данные; и отношение, адаптивное к статике, злоумышленник компрометирует ресурс робота, а затем изменяет свое поведение во время выполнения атаки или нет.
Более того, представление атак в классической таксономии кибербезопасности представляет собой робота, который сталкивается с тремя основными типами проблем: доступность (прерывание данных), один или несколько датчиков не работают должным образом; конфиденциальность (сбор данных), данные с сенсора робота отслеживаются злоумышленником; и целостность данных (модификация данных), данные с датчика изменяются в соответствии с системой принятия решений.Кроме того, робот также может страдать от проблем с аутентичностью и невозможностью отказа от авторства, что приводит к фальсификации данных из ненадежного источника (Саттарова Феруза и Ким, 2007). В результате атаки робот может выполнять нежелательное поведение или предлагать ложную информацию пользователям роботов, частично или полностью прерывать поведение робота, а также предлагать злоумышленнику всю информацию, доступную в сценарии. Более того, эти атаки могут быть соотнесены и расширены с классическими проблемами безопасности, предложенными такими авторами, как Панченко и Пименидис (2006): отказ в обслуживании, повторная атака, анализ данных уровня приложения,… Рисунок 2 графически суммирует эти проблемы в реальной роботизированной среде. .
Рисунок 2 . Концептуальная модель кибератаки на робота.
В этом исследовании предлагается защитить робота от атак, целью которых является создание нежелательного поведения робота или сбор информации о сценарии от робота, использующего ROS, в реальном сценарии человек-робот. Основных последствий такого рода атак два: проблемы безопасности, возникающие в сценарии человек-робот, и проблемы конфиденциальности при взаимодействии с людьми.
Шифрование данных, передаваемых между процессами ROS, является допустимым ответом на встречу со злоумышленником, подключенным к той же сети (внутренняя атака), с пассивно-активным поведением и статической позицией.С теоретической точки зрения этот подход поддерживает конфиденциальность данных (злоумышленник не может видеть данные датчика), а также целостность и подлинность данных (невозможно изготовить / изменить данные датчика без правильного ключа). Тем не менее, с практической точки зрения необходимо проанализировать влияние этого решения на производительность робота, чтобы избежать включения побочного нежелательного поведения.
3.2. Материалы
Робот, использованный в экспериментах, представлял собой мобильный би-манипулятор по имени Карен, разработанный в нашей лаборатории и показанный на рисунке 3.Вычисления выполняются в съемном вычислительном блоке (CU), питаемом от независимых батарей, что обеспечивает легкую масштабируемость. В экспериментах использовались две разные БП. CU-A основан на процессоре Intel Core i7-3612QM (четыре ядра с частотой 2,10 ГГц) и 8 ГБ оперативной памяти. CU-B использует Intel (R) Atom (TM) CPUD525 (два ядра с частотой 1,80 ГГц) с 2 ГБ оперативной памяти. У Карен два основных датчика: камера Asus Xtion (разрешение 640 × 480 пикселей, 30 кадров в секунду) и лазерный датчик Hokuyo URG-04LX-UG01 (683 точки при 10 Гц).
Рисунок 3 . Карен, робот, использованный в эксперименте.
Программное обеспечение, работающее на этих CU, представляет собой комбинацию операционной системы GNU / Linux, дистрибутива Trusty Tahr Ubuntu (версия 14.05.5) и ROS Indigo.
3.3. Метод
ROS определяет разные типы данных для каждого типа датчика. Кроме того, можно создавать настраиваемые пользователем сообщения. В этом исследовании использовались два типа сообщений: LaserScan.msg и Image.msg , оба определены в стандартном пакете sensor_msgs . Лазерные сообщения имеют фиксированный размер (4152 байта). Среди прочих данных они включают следующую информацию: угол сканирования, угловое расстояние между измерениями и данные о дальности. Графические сообщения могут иметь переменную длину. Средняя длина сообщений с изображениями, отправленных в экспериментах, составляла 79 736,9 байта с SD 818,5 байта. Сообщения с изображениями включают информацию о высоте и ширине изображения, кодировке пикселей и необработанных данных с размером высота × ширина.
Как упоминалось в разделе 1, для шифрования сообщений ROS использовались три различных алгоритма симметричного шифрования: AES, 3DES и Blowfish. Алгоритмы асимметричного шифрования, такие как RSA, не используются, поскольку асимметричное шифрование увеличивает размер криптограммы, а симметричное шифрование — нет. Кроме того, современные достижения указывают на лучшую производительность процессора при использовании симметричного шифрования. Кроме того, необходимо было выбрать режим работы алгоритмов шифрования (Дворкин, 2001).Режим шифрования, предложенный Иватой (2008), представляет собой схему, гарантирующую конфиденциальность и подлинность. Существует два различных режима работы: прямое шифрование, которое представлено режимом электронной кодовой книги (ECB), и те режимы, чья схема шифрования основана на Key IV , представленном цепочкой блоков шифра (CBC), Cipher Feedback ( CFB), выходная обратная связь (OFB), режим настраиваемой кодовой книги на основе XEX с кражей зашифрованного текста XTS и режимы счетчика (CTR). Эти режимы используются для гарантии конфиденциальности, но не целостности сообщения.
В этом исследовании был выбран режим CBC из-за его высокого уровня принятия и более простой реализации. Процесс шифрования с использованием режима CBC основан на объединении блоков открытого текста с предыдущими блоками зашифрованного текста. Альтернативой является режим CTR, который также широко используется. Режимы CTR и CBC демонстрируют схожие характеристики шифрования / дешифрования при использовании небольших блоков (Rogaway, 2011), а также в больших блоках в процессе дешифрования из-за их функций распараллеливания.
Чтобы оценить влияние упрочнения на ROS, измеряются четыре элемента в соответствии с предложением, оцененным в разделе современного состояния:
1.Накладные расходы сети: проанализировано измерение количества байтов, введенных в сетевой поток.
2. Использование ЦП: отображает общий процент ЦП в роботе и процент ЦП на процесс.
3. Эффект автономности: измеряет потребляемую мощность и скорость разряда батареи.
Эксперименты проводились с использованием тех же данных с использованием rosbags, то есть файлового формата в ROS для хранения данных сообщений ROS. Обычно они создаются с помощью инструмента командной строки rosbag, который подписывается на одну или несколько тем ROS и сохраняет сериализованные данные сообщений в файле rosbag по мере их получения.Файл rosbag эквивалентен записи состояния робота за определенный период времени и может использоваться в качестве набора данных. Эти файлы rosbag можно воспроизводить в ROS по тем же темам, из которых они были записаны, обеспечивая соблюдение одинаковых условий во всех экспериментах.
Настройка экспериментов производилась последовательно: данные за 68 минут были записаны с помощью лазерного датчика и камеры RGB, снятые на роботе Карен и сохранены в файле rosbag . Одни и те же узлы ROS запускались в одном порядке во всех экспериментах.Та же самая настройка была повторена три раза для каждого алгоритма шифрования и двух вычислительных блоков, описанных выше, CU-A и CU-B. На рис. 4 показана настройка ROS на каждой итерации. Эта конфигурация представлена таким образом для целей тестирования, при реалистичном подходе узлы лазера и камеры публикуются в зашифрованном виде с нуля.
Рисунок 4 . Сценарий ROS для экспериментальной установки. Слева направо: (1) проигрыватель rosbag, (2) топики с камерой и лазером, (3) узлы шифрования, (4) темы с лазера и камеры с зашифрованной информацией и (5) узлы дешифрования.
Наряду с настройкой использовались четыре инструмента тестирования: powertop, powerstat, dstat и инструменты статистики ROS. Эти инструменты генерируют набор файлов с информацией о производительности процессора, энергопотреблении и отправленных и отброшенных сообщениях. Сценарии Bash использовались для обработки этих файлов, а инструменты Libre Office — для создания рисунков, показанных в этом документе.
Из оценки были удалены две константы: энергопотребление Ethernet и потребление дисплея. Мы разработали эксперимент, в котором робот работает в автономном режиме, и все вычисляется на борту, а энергопотребление дисплея не имеет значения в этом контексте.
4. Результаты
В этом разделе описаны результаты, когда система воспроизводит файл rosbag и применяется алгоритм шифрования. Представленные здесь данные показывают среднее значение трех петель в нашей экспериментальной установке. Раздел организован с учетом различных рассматриваемых факторов производительности, так что в подразделе 4.1 показаны результаты, касающиеся пропускной способности сообщений ROS, в подразделе 4.2 анализируется использование ЦП, как было предложено в Rihan et al. (2015) и подраздел 4.3 подробно описывает энергопотребление, предложенное Elminaam et al. (2010).
4.1. Накладные расходы сети
Чтобы получить полное представление о пропускной способности, мы проанализировали байты, заполняющие сеть, когда система шифрования активна. Учитывая общее количество переданных байтов, AES доставляет значительно больше данных, чем другие альтернативы шифрования (1,5 МБ по умолчанию, почти 5 МБ, когда к сообщениям изображений применяется шифрование). Этот объем можно уменьшить, применяя методы кражи зашифрованного текста (Дибер и др., 2016), но это решение недоступно в PyCrypto. На рисунке 5 показаны результаты с использованием в качестве эталона 5 МБ по оси Y. Левый рисунок на рисунке 5 показывает пропускную способность камеры, а правый рисунок — пропускную способность лазера.
Рисунок 5 . Пропускная способность в трех зашифрованных сценариях с использованием CU-A и CU-B измеряется в байтах, передаваемых в сеть в среднем за секунду (камера и лазер соответственно).
4.2. Использование процессора
Использование ЦП — второй параметр, выбранный для характеристики производительности альтернатив.Тот же rosbag использовался в той же среде, и команда UNIX time использовалась для измерения нагрузки на ЦП.
На рисунке 6 показан процент использования ЦП различными алгоритмами. На этих рисунках мы разграничили процессы шифрования и дешифрования для каждого типа данных, поскольку в некоторых сценариях они могут выполняться в разных вычислительных единицах.
Рисунок 6 . Процент процессора, используемого различными криптографическими алгоритмами с использованием CU-A и CU-B.
Обратите внимание, что ROS основана на парадигме «публикации / подписки». Узел шифрования «получает» новое сообщение, когда он завершил предыдущую операцию шифрования; если эта операция занимает больше времени, чем создание новых данных датчиком, некоторые сообщения могут быть пропущены. ROS использует буферы только одного сообщения для связи TCPROS. Это объясняет, почему CU-B использует менее 100% ЦП, а некоторые сообщения отбрасываются.
4.3. Эффект автономности
Третьим анализируемым элементом было влияние автономности на «живую» автономность робота с точки зрения продолжительности работы от батареи.В этом исследовании предлагаются внутренние инструменты PowerTOP и GNU / Linux для сбора этой информации в реальном времени. PowerTOP — это инструмент, предоставляемый Intel для мониторинга процессов (Benedict, 2012), он может оценивать энергопотребление каждого процесса, запущенного в системе. GNU / Linux предоставляет инструменты ядра (класс источника питания) и команду upower .
На рисунке 7 показана общая мощность, используемая каждой альтернативой (средняя и стандартное отклонение) для каждого из блоков CU. PowerTOP был настроен так, чтобы сбрасывать среднее энергопотребление системы (скорость разряда) каждые 15 с.
Рисунок 7 . Скорость разряда в CU-A и CU-B при нормальной работе (обычная) и при работе различных решений для шифрования.
На рис. 8 показано энергопотребление, дифференцирующее процессы шифрования и дешифрования (помеченные как «ENC» и «DEC») для различных сценариев (помечены «L» для данных лазера и «I» для изображения) в двух CU с использованием одного и того же методика (измерение PowerTOP в мВт каждые 15 с).
Рисунок 8 .Расчетное энергопотребление, определяемое процессом шифрования / дешифрования, измеряется в мВт с интервалами 15 с.
Для оценки скорости разряда всего робота использовалась метрика C-rate. Скорость 1С означает, что ток разряда полностью разрядит батарею робота за 1 час. Для батареи емкостью 100 ампер-ч это соответствует разрядному току 100 ампер.
Робот как законченная вычислительная система представляет разную скорость разряда в разных сценариях.Скорость разряда измеряется в трех ситуациях: робот, питающий все устройства, робот, работающий со стандартной ROS, и робот, работающий с усиленной ROS. Показатели C для CU-A с аккумулятором на 4400 мАч и для CU-B с аккумулятором на 5200 мАч представлены в таблице 1.
Таблица 1 . Скорость разряда по CU (единица: C-скорость, 1 C = 1 час батареи).
5. Обсуждение
В этом разделе рассматривается влияние шифрования различных блоков информации на уровне приложения с использованием специального решения .Предложение, основанное на ROS, PyCrypto и python, позволяет нам изучить некоторые критические сценарии, которые следует учитывать, прежде чем применять случайные решения к работающему роботу. Два вычислительных блока, использованные в этом исследовании, были определены здесь как Powerful CU (i7) и Medium CU (Atom). Вычислительные блоки, такие как Odroid или raspberry, на сегодняшний день не тестировались, но их теоретическая вычислительная мощность помещает их ниже средних CU.
Результаты показывают, что AES является превосходным решением для применения, требуя меньше ЦП, чем другие алгоритмы шифрования, но подразумевая большие накладные расходы данных в сети, поэтому он не очень хорошо подходит для сред с несколькими роботами или приложений, требующих постоянного взаимодействия с консолями или внешними устройствами. устройств.Однако важно подчеркнуть, что некоторые режимы шифрования не являются преимуществом с точки зрения безопасности. Например, режим ECB не является семантически безопасным, и его использование не рекомендуется. Шифрование двух сообщений, которые имеют два общих блока обычного текста, приводит к тем же зашифрованным блокам, применяющим режим ECB. Кроме того, когда он используется в изображениях (камеры — один из самых продвинутых сенсоров), он имеет хорошо известные проблемы (Mehran and Khayyambashi, 2017).
В этом исследовании представлены различные эффекты, связанные с процессом шифрования.Результаты показывают, что существует корреляция между типом сообщения, которое нужно зашифровать, скоростью сообщений и возможностями вычислительной платформы при планировании использования зашифрованной связи. Что касается типа сообщений, важно проанализировать поля и их типы. Экспериментальные данные показывают, что блоки данных большого размера [графические сообщения против лазерных сообщений, длинные строки (Lera et al., 2016)] ухудшают производительность системы во всех вариантах. Таким образом, сообщения, состоящие из коротких блоков данных (небольшие массивы, целые числа, строковые блоки, строковое сообщение размером менее 262 144 байта), могут быть легко обработаны всеми типами CU, обычно доступными в роботизированных системах.Это означает, что базовые датчики дальности (лазерные, ультразвуковые, инфракрасные и т. Д.) Можно довольно легко укрепить. С акцентом на скорость датчиков (и генерацию сообщений) датчики, которые генерируют данные с высокой скоростью (камеры, датчики RGB-D, LIDAR и т. Д.), Страдают большим побочным эффектом: скорость сообщений уменьшается, а стоимость ЦП — выше. Наконец, характеристики CU будут определять количество операций шифрования / дешифрования, которые можно выполнить.
В соответствии с экспериментальными данными, собранными в ходе наших экспериментов и обобщенными в предыдущем разделе, мы предлагаем таксономию для усиления защиты ROS-коммуникаций в соответствии с CU и типом сообщений, задействованных в приложении.Мы предлагаем Таблицу 2 в качестве руководства для разработчиков роботов, которые задаются вопросом об адекватной альтернативе упрочнения для конкретной сенсоризации робота и данной вычислительной конфигурации. В таблице 2 представлены простые и сложные сообщения, которые можно допустить, когда робот собирает хороший CU. Однако в случае среднего CU (например, моделей Turtlebot, использующих компьютеры нетбук или робота Nao), эту задачу следует проанализировать с учетом потребностей проекта и публичного пространства, в котором она развернута.Существует три различных сценария, ориентированных на тип сообщения: символ ✓ указывает типы данных, которые могут быть зашифрованы без проблем с производительностью на большинстве роботизированных платформ; ↺ означает, что необходимо провести специальное исследование для анализа конкретного датчика и CU; и ⇄ используется, чтобы указать, что следует найти компромисс между безопасностью и производительностью робота, поскольку шифрование связи может оказаться невозможным.
Таблица 2 . Обзор параметров шифрования данных / CU: ✓: необходимо применить шифрование; ↺: AD HOC шифрование, т.е.е. тип датчика и / или CU влияет на процесс шифрования, что делает необходимым анализ сценария; ⇄: невозможно зашифровать все сообщения ни при каких обстоятельствах.
Чтобы проиллюстрировать эту ситуацию, необходимо представить робота с несколькими датчиками сбора, работающими одновременно. Например, робот Pepper, изготовленный с использованием Medium CU, имеет две камеры RGB и датчик глубины. Чтобы управлять его мультисенсорными функциями, необходимо определить важность шифрования, одного, двух или трех датчиков, участвующих в окончательном сценарии развертывания робота, например, в банке или торговом центре.В соответствии с индивидуальной производительностью одного сенсора (рис. 8), три сенсора камеры увеличивают скорость разряда, а также количество обрабатываемых сообщений, что снижает его обычную производительность. Эта ситуация мешает процессу принятия решений в режиме реального времени, учитывая производительность при обычной частоте кадров 10 Гц (Handa et al., 2012).
Собранные экспериментальные данные показывают, что оба CU способны управлять исходным потоком данных ROS. Однако в ходе этого исследования мы заметили, что при работе с разными режимами шифрования, в частности с режимом CBC, производительность CU различается.С одной стороны, в режиме CTC CU-A и CU-B поддерживают исходную пропускную способность для данных лазера при использовании трех алгоритмов, а также для сообщений изображения при использовании AES и BF, но производительность снижается до 10% при использовании 3DES. С другой стороны, CU-B, работающий в режиме CBC, может обрабатывать только лазерные сообщения. При работе с датчиком изображения соотношение обработанных сообщений составляет пять из 30 (20%) при использовании 3DES; это 15 из каждых 30 сообщений (50%), когда используется AES, и система получает 11 из каждых 30 сообщений (33%) для алгоритма Blowfish.
В то же время в сценарии с роботом необходимо управлять автономностью робота для выполнения задач в течение длительных периодов времени. Энергосбережение — это ограничение, которое следует учитывать при принятии решения об уровне безопасности. Как обсуждалось в предыдущем разделе, на скорость разряда влияют алгоритмы. В наших экспериментах робот Карен имеет автономный блок управления, батарея обеспечивает нормальный рабочий поток 3 часа, но сокращается до 2:40 часов при использовании BF, до 2:30 часов при использовании AES и до 2:20 часов при использовании 3DES.Исследователи или разработчики должны внимательно изучить этот сценарий, прежде чем применять тот или иной вариант. В таблице 3 показано расчетное время автономной работы в данный момент во время экспериментов (среднее). Эта информация собирается из апплета индикатора Linux в каждом эксперименте через 5 минут после начала эксперимента. На практическом уровне это означает, что шифрование сокращает (в среднем) почти на полчаса время работы батареи, и мы можем провести всего два цикла эксперимента, прежде чем перезарядиться.
Таблица 3 . Приблизительное время автономной работы отображается в индикаторе апплета Ubuntu для аккумулятора.
Что касается использования сети, результаты показывают, что шифрование явно накладывает накладные расходы. Когда связь между узлами ROS осуществляется с использованием проводных соединений, система способна справиться с этим, даже когда используются тяжелые алгоритмы шифрования, но если между узлами ROS используется беспроводная связь, необходимо учитывать проблемы связи.Эксперименты воссоздали благоприятный сценарий для анализа пропускной способности, при этом беспроводная связь не использовалась.
Кроме того, необходимо также знать эффекты шифрования на уровне приложений. Для этого основные режимы работы робота были упрощены до трех: навигация, восприятие и диалог, чтобы можно было обнаруживать причинно-следственные связи в обычных сценариях. В таблице 4 описаны эффекты этих трех режимов. Таким образом, шифрование сообщений между узлами совершенно доступно при наличии мощных CU.Но даже в этой ситуации метод 3DES имеет более высокие вычислительные требования, и три режима могут быть затронуты, если будут использоваться особо требовательные алгоритмы, например, SLAM (одновременное определение местоположения и сопоставление) или алгоритмы глубокого обучения. С другой стороны, при использовании Medium CU возникают проблемы с производительностью даже для базовых режимов навигации или восприятия. Например, стек навигации ROS показал проблемы с запуском Turtlebot при использовании процессора Atom.
Таблица 4 .Влияние шифрования на классические операционные системы робота.
Результаты, полученные в результате эмпирических экспериментов и примеров, предложенных в этом обсуждении, позволяют нам сгенерировать характеристическую модель для кибербезопасности роботов на основе алгоритма шифрования и типа сообщения (единицы, используемые для управления информацией, собранной датчиками робот). Модель определяется следующим образом: во-первых, исследователь определяет необходимый уровень безопасности, следуя установленным методам: (1) следуя формальным политикам, предложенным NIST, (2) следуя просроченным правилам безопасности, (3) следуя неформальным политикам, и (4) применение незащищенных решений.Во-вторых, исследователь определяет, какие требования к лучшим характеристикам робота, автономности робота и накладным расходам добавляются к сетевым протоколам. Наконец, необходимо установить взаимосвязь между первым и вторым шагом. В этом исследовании предлагается решение, настраивающее общие подходы к ИКТ, как это было предложено Liu et al. (2003), в котором представлен сценарий: субъектов, состоящих из пользователей, злоумышленников и заинтересованных сторон; задачи, которые должны определять набор задач человека и роботов, выполняемых в данном физическом месте; и отношения (люди и / или роботы).Во-вторых, исследователь определяет датчики роботов и сообщения, связанные с каждым датчиком. В задаче будут определены значения автономности, чистые накладные расходы будут связаны с типом метода связи, а производительность робота будет связана с уровнем взаимодействия.
На рисунке 9 представлен наш экспериментальный подход, связанный с моделью. Безопасность означает надежность метода шифрования согласно прогнозу NIST: TDES будет действовать до 2013 года (оценка 2), AES 256 будет использоваться после 2030 года (оценка 3), а BF не считается стандартным (оценка 1).Для остальных трех измерений была определена шкала (от 0 до 3), где 0 означает отсутствие влияния на производительность робота, а 3 означает максимальное влияние на его производительность. Значения были присвоены в соответствии с предыдущими обсуждениями и определяют робота с использованием только двух датчиков.
Рисунок 9 . Агрегированная оценка альтернатив связи ROS по четырем основным параметрам: безопасность, автономность, производительность и накладные расходы, добавленные к сетевым протоколам.
6.Заключение и дальнейшая работа
В этой статье мы определили проблемы, связанные с процессом шифрования на уровне приложения для усиления защиты ROS. Одним из основных вкладов, описанных в этой статье, является описание трех различных альтернатив защиты для протокола связи (TCPROS) ROS. Мы эмпирически оценили три различных алгоритма шифрования для наиболее распространенных датчиков в двух типичных конфигурациях оборудования. На рисунке 9 представлены результаты проведенного анализа.Наборы данных, использованные в оценке, доступны в нашем общедоступном репозитории git (необходимо клонировать): http://niebla.unileon.es/proyectos/publications/dataset-ros-security.git.
Другой вклад, полученный в результате этой эмпирической оценки, — это предложение таксономии сценариев роботов и наиболее удобный алгоритм шифрования для использования. Таблица 2 суммирует этот вклад. Наше предложение не требует от разработчиков робототехники изменения существующего программного обеспечения в соответствии с нашим решением.Существующие роботизированные приложения можно усилить, используя наш подход, просто добавив стандартные библиотеки шифрования.
Авторские взносы
FR-L и JB-C: разработка программного обеспечения, разработка новейших достижений в данной области, вклад в концепцию исследования и первоначальный подход к статье. FR-L, JB-C, AG-H, CF-L и VM-O: обзор, анализ и интерпретация данных, собранных в ходе экспериментов; оценка целостности данных и методов исследования; FR-L, VM-O и CF-L: обзор, исправления и предложения в процессе разработки; и окончательное утверждение версии для доставки и публикации.
Заявление о конфликте интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Рецензент, HK и редактор отдела заявили о своей общей принадлежности.
Финансирование
Авторы хотели бы поблагодарить следующие учреждения за частичную финансовую поддержку этой работы: Испанский национальный институт кибербезопасности (INCIBE) в рамках гранта «Adenda21»; Фонды Junta de Castilla y León и FEDER в рамках исследовательского гранта No.LE028P17.
Сноски
Ссылки
Баркер, Э., и Баркер, В. К. (2016). Криптографические стандарты в федеральном правительстве. NIST Spec. Publ. 800, 175А.
Google Scholar
Бенедикт С. (2012). Методологии анализа производительности с учетом энергопотребления для архитектур HPC. Предварительное исследование. J. Netw. Comput. Прил. 35, 1709–1719. DOI: 10.1016 / j.jnca.2012.08.003
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Брейлинг, Б., Дибер Б. и Шартнер П. (2017). «Безопасная связь для операционной системы робота», , 2017 г., Ежегодная международная системная конференция IEEE (SysCon), Монреаль, Канада, (IEEE), 1–6.
Google Scholar
Daemen, J., и Rijmen, V. (2013). Дизайн Rijndael: AES — расширенный стандарт шифрования . Springer Science & Business Media.
Google Scholar
Деннинг, Т., Матушек, К., Кошер, К., Смит, Дж. Р., и Коно, Т.(2009). «Взгляд на риски безопасности и конфиденциальности, связанные с будущими бытовыми роботами: атаки и уроки», в Proceedings of the 11th International Conference on Ubiquitous Computing (Orlando, FL: ACM), 105–114.
Google Scholar
Дибер, Б., Качанка, С., Расс, С., и Шартнер, П. (2016). «Безопасность на уровне приложений для приложений на основе ROS», в 2016 IEEE / RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) (Daejeon: IEEE), 4477–4482.
Google Scholar
Эльминаам, Д. С. А., Абдуал-Кадер, Х. М., и Хадхуд, М. М. (2010). Оценка производительности алгоритмов симметричного шифрования. Внутр. J. Netw. Secur. 10, 216–222.
Google Scholar
Эльминаам, Д. С. А., Кадер, Х. М. А., и Хадхуд, М. М. (2008). Оценка производительности симметричных алгоритмов шифрования. Внутр. J. Comput. Sci. Netw. Secur. 8, 280–286.
Google Scholar
Ханда, А., Ньюкомб Р. А., Анджели А. и Дэвисон А. Дж. (2012). «Отслеживание камеры в реальном времени: когда лучше всего использовать высокую частоту кадров?» in European Conference on Computer Vision, Florence, Italy (Springer), 222–235.
Google Scholar
Hardjono, T. и Dondeti, L.R. (2005). Безопасность в беспроводных локальных сетях и MANS (компьютерная безопасность Artech House) . Норвуд, Массачусетс: Artech House, Inc.
Google Scholar
Худ, Д. и Вудал, В. (2016). «Обновление ROS 2 — сводка альфа-релизов, обзор архитектуры» в ROSCon 2016, Сеул, Корея .Доступно на: https://goo.gl/oCHR7H
Google Scholar
Хуанг Дж., Эрдоган К. и Чжан Ю. (2014). «ROSRV: проверка времени выполнения для роботов», в Международная конференция по проверке времени выполнения (Springer), 247–254.
Google Scholar
Ивата, Т. (2008). «Режим аутентифицированного шифрования для обеспечения безопасности вне пределов дня рождения», в Progress in Cryptology — AFRICACRYPT 2008, Касабланка, Марокко, (Springer), 125–142.
Google Scholar
Ли, Г.С., Турайзингам Б. (2012). Безопасность киберфизических систем в телехирургической робототехнике. Comput. Стоять. Интерфейсы 34, 225–229. DOI: 10.1016 / j.csi.2011.09.001
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Лера, Ф. Дж. Р., Бальса, Дж., Касадо, Ф., Фернандес, К., Рико, Ф. М., и Мателлан, В. (2016). Кибербезопасность в автономных системах: оценка эффективности защиты ROS , Малага, Испания. 47.
Google Scholar
Лю, Л., Ю., Э., и Милопулос, Дж. (2003). «Анализ требований безопасности и конфиденциальности в социальной среде», в материалах , 11th IEEE International Requirements Engineering Conference, , 2003, Los Alamitos, CA, USA (IEEE), 151–161.
Google Scholar
МакКлин, Дж., Стулл, К., Фаррар, К., и Маскареньяс, Д. (2013). «Предварительная оценка киберфизической безопасности операционной системы роботов (ROS)», в SPIE Defense, Security, and Sensing (Международное общество оптики и фотоники), 874110.DOI: 10.1117 / 12.2016189
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Мехран, Н., Хайямбаши, М. Р. (2017). Оценка эффективности режимов работы аутентификационно-шифровальных и конфиденциальных блочных шифров на цифровом изображении. Внутр. J. Comp. Netw. Infor. Secur. 9, 30–37. DOI: 10.5815 / ijcnis.2017.09.04
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Моранте С., Викторес Дж. Г. и Балагер К. (2015). Криптоботика: зачем роботам кибербезопасность. Фронт. Роб. AI 2:23. DOI: 10.3389 / frobt.2015.00023
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Надим, А., Джавед, М. Ю. (2005). «Сравнение производительности алгоритмов шифрования данных», Первая международная конференция по информационным и коммуникационным технологиям, 2005 г. ICICT 2005 (IEEE), 84–89.
Google Scholar
Панченко А., Пименидис Л. (2006). «К практической классификации злоумышленников для анализа рисков при анонимном общении», Международная конференция , Безопасность коммуникаций и мультимедиа, Ираклион, Крит, Греция, (Springer Berlin Heidelberg), 240–251.DOI: 10.1007 / 11
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Патил П., Нараянкар П., Нараян Д. и Мина С. (2016). Комплексная оценка криптографических алгоритмов: DES, 3DES, AES, RSA и Blowfish. Процедуры Comput. Sci. 78, 617–624. DOI: 10.1016 / j.procs.2016.02.108
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Куигли М., Конли К. и Герки Б. (2009). «ROS: операционная система для роботов с открытым исходным кодом», в ICRA Workshop on Open Source Software , Vol.3, (Кобе, Япония), 5–10.
Google Scholar
Раймонд, Ж.-Ф. (2001). «Анализ трафика: протоколы, атаки, проблемы проектирования и открытые проблемы», в Designing Privacy Enhancing Technologies (Springer Berlin Heidelberg), 10–29. DOI: 10.1007 / 3-540-44702-4_2
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Рихан, С. Д., Халид, А., и Осман, С. Е. Ф. (2015). Сравнение производительности алгоритмов шифрования AES и DES. Внутр. J. Eng. Res. Technol. 4, 151–154.
Google Scholar
Rogaway, P. (2011). «Оценка некоторых режимов работы блочного шифрования», Комитет по исследованиям и оценке криптографии (CRYPTREC) при правительстве Японии .
Google Scholar
Сабаляускайте, Г., Нг, Г. С., Рутс, Дж., И Матур, А. П. (2016). «Эмпирическая оценка методов обнаружения кибератак на роботов», IEEE 17-й Международный симпозиум по системной инженерии с высоким уровнем надежности (HASE), Орландо, Флорида, (IEEE), 248–251.
Google Scholar
Саттарова Феруза Ю., Ким Т.-Х. (2007). Обзор информационной безопасности: конфиденциальность, защита, контроль доступа, гарантия и безопасность системы. Внутр. J. Multimedia Ubiquitous Eng. 2, 17–32.
Google Scholar
Шнайер, Б. (1993). «Описание нового ключа переменной длины, 64-битного блочного шифра (Blowfish)», в International Workshop on Fast Software Encryption (Cambridge: Springer), 191–204.
Google Scholar
Шнайер, Б., Холл, К., Фергюсон, Н. (1999). «Сравнение производительности представленных {AES} материалов» в The Second AES Candidate Conference; Национальный институт стандартов и технологий , Гейтерсбург, Мэриленд, 15–34.
Google Scholar
Смид, М. Э., и Бранстад, Д. К. (1988). Стандарт шифрования данных: прошлое и будущее. Proc. IEEE 76, 550–559. DOI: 10.1109 / 5.4441
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Вуонг, Т. П., Лукас, Г., и Ган, Д.(2015). «Оценка эффективности обнаружения кибер-физических вторжений на роботизированном транспортном средстве», в документе Международной конференции IEEE по компьютерным и информационным технологиям, 2015 г .; Повсеместные вычисления и коммуникации; Надежные, автономные и безопасные вычисления; Pervasive Intelligence and Computing (CIT / IUCC / DASC / PICOM) (Ливерпуль: IEEE), 2106–2113.
Google Scholar
MC283865 — Обновление повышения безопасности API диалогового окна надстройки Office
MC283865 — Microsoft недавно внесла некоторые изменения для повышения безопасности диалогового API диалогового окна надстройки Office, которые влияют на междоменное взаимодействие.Обычно они не связывают центр сообщений с этими ежемесячными изменениями, но в случае, если Microsoft хочет убедиться, что потенциал воздействия понят.
Примечание: Если ваша организация не использует надстройки Office, вы можете проигнорировать это сообщение.
Это изменение влияет только на надстройки Office и не влияет на надстройки COM / VSTO.
Когда это произойдет:
Эти изменения вступят в силу в полугодовом канале 14 сентября.Убедитесь, что ваша надстройка обновлена до этой даты.
Как это повлияет на вашу организацию:
Если ваша организация развертывает надстройку Office, это может повлиять на ее функциональность. Уточните у поставщика надстройки, использует ли надстройка методы Office.ui.messageParent или Office.dialog.messageChild для связи между диалоговым окном и родительской страницей (обычно это панель задач) в разных доменах. Если это так, необходимо обновить надстройку, чтобы передать новый параметр для включения междоменного взаимодействия.
Изменения развертываются в следующих сборках:
- Office в Интернете: прямая трансляция с 19.07.2021
- Подписка на Microsoft 365 для Windows: 16.0.14310.10000
- Office для Mac: 16.52.21080801
- Office для iOS: 2.52.21080801
- Полугодовой канал: Сентябрьский патч во вторник (14.09.2021) будет включать обновление.
Что можно сделать для подготовки:
Дополнительные сведения см. В разделе Необходимое действие: обновление диалогового окна надстройки Office для междоменного взаимодействия.
В Windows можно настроить раздел реестра для обхода проверки целевого источника, если это необходимо.(Инструкции см. В разделе «Междоменный обмен сообщениями для среды выполнения хоста».) Это позволит надстройкам, осуществляющим междоменный обмен данными, продолжить работу, даже если они не были обновлены для использования нового параметра. Делайте это только как временную целесообразность, пока надстройка не будет обновлена.
Укрепление шлюза
В этом разделе представлено высокоуровневое описание процедур усиления защиты, примененных кLayer7 API Gateway
.Общий принцип закалки
ОС / платформы хоста дляLayer7 API Gateway
поставляются с умеренным уровнем защиты ОС.Это обеспечивает безопасную конфигурацию платформы развертывания по умолчанию. Подход CA Technologies к усилению защиты ОС для шлюза использует следующие общие принципы безопасности:Сохраняйте систему как можно более простой и небольшой
Удалите неиспользуемые компоненты, службы, открытые порты и т. Д.
Программы и пользователи системы должны работать с минимальными привилегиями, необходимыми для выполнения задания
Доступ к учетной записи и ограничение ресурсов
Психологическая приемлемость
Найдите баланс между безопасностью и удобством использования
Обеспечьте умеренный уровень защиты; при необходимости клиенты могут применить дополнительное упрочнение
Процесс закалки обычно включает, помимо прочего, следующие области:
Ограничение раздела
Параметры ограниченного доступа к файлам
Минимальное количество пакетов ОС
Проверка подписи пакета
Настройка и минимизация модуля ядра
Конфигурация брандмауэра (правила ip
События аудита ОС, интегрированные с системным журналом
Минимальные учетные записи пользователей и служб
Повышенная сложность пароля пользователя и более надежный хэш для хранения паролей
Минимальные работающие службы
Сканирование безопасности (с различными применимые инструменты)
Сканирование изображений на наличие уязвимостей
Все образы шлюзов (независимо от форм-фактора) проходят тщательный цикл разработки безопасного программного обеспечения (см. Передовой опыт CA Technologies здесь).Эти образы также проверяются статическим, динамическим и ручным тестированием безопасности приложений, а также другими инструментами сканирования уязвимостей перед выпуском. CA Technologies использует сторонние инструменты для выявления уязвимостей в ОС / платформе хоста.Требования безопасности при установке исправлений для хост-платформы / ОС
Шлюз ежемесячно получает исправления платформы или новые базовые образы, которые содержат обновленные пакеты уровня ОС для доставки исправлений безопасности на уровне платформы. Для большинства форм-факторов вы можете применить ежемесячное исправление из форм-фактора контейнера Docker, настроить предпочитаемую платформу развертывания Docker (например, OpenShift) для автоматического развертывания ежемесячных обновлений.
Если ваш шлюз установлен как RPM-пакет, вы несете ответственность за обслуживание ОС / платформы хоста.
Требования к установке исправлений для различных форм-факторовВ следующей таблице приведены требования к установке исправлений безопасности для шлюза в различных операционных системах хоста и форм-факторах платформ.
Форм-фактор | Требование исправления безопасности |
Виртуальное устройство, образ OVA, на основе RHEL | |
Виртуальное устройство, на основе образа OVA | |
Виртуальное устройство, образ AWS AMI, на базе CentOS | |
Виртуальное устройство, образ контейнера Docker000, на основе CentOS 847 | Набор платформу приложения контейнера для автоматического развертывания последнего образа контейнера из концентратора Docker шлюза.|
Программное обеспечение, пакет RPM | Вы сами управляете процессом установки исправлений для ОС / платформы вашего собственного хоста. |
Аппаратное устройство, сервер Oracle X5 / X7 / X8, на базе RHEL |
«Я не собираюсь уходить»
Джеймс Харден напугал фанатов «Бруклин Нетс», когда решил не подписывать трехлетний контракт на 161 миллион долларов в межсезонье. Любопытное решение поставило под сомнение его будущее с франшизой, но девятикратное участие в Матче всех звезд не похоже на то, что он никуда не денется.
После того, как Бруклин проиграл на премьере «Милуоки Бакс», Харден заверил фанатов «Нетс» в том, что именно здесь он хочет быть в обозримом будущем.
Джеймс Харден отказался от продления на 161 миллион долларов
Джеймс Харден из «Бруклин Нетс» ведет мяч во время игры против «Миннесота Тимбервулвз» | Сара Стир / Getty ImagesВ преддверии сезона НБА 2021–202 годов у Хардена было трехлетнее продление контракта на 161 миллион долларов, благодаря которому он оставался в Бруклине до 2026 года, сообщает New York Post.Но, к удивлению многих, Борода отказался от этого варианта и решил отыграть сезон, оставив всего два года до его нынешнего контракта.
При всей неопределенности вокруг Кайри Ирвинга и франшизы в целом, фанаты Нетс по понятным причинам начали беспокоиться о том, что Харден был заинтересован в тестировании рынка, как только он станет свободным агентом в 2023 году.
Но не о чем беспокоиться.
«Честно говоря, я просто сосредоточен на том, чтобы стать здоровым, поправить свое тело, а затем подготовиться к отличному сезону», — сказал Харден во вторник после поражения от «Бакс» на премьере «Нетс».«Контракт, деньги будут там».
Джеймс Харден не собирается уходить из Нетс
Джеймс Харден на вопрос о том, чтобы не подписывать продление до крайнего срока «Мне здесь нравится, я чувствую себя как дома. Не о чем беспокоиться … Что касается меня лично, я просто хочу сосредоточиться на этом году ». Он также прямо сказал: «Я не собираюсь уходить из этой организации».
— Кэссиди Хаббарт (@CassidyHubbarth) 20 октября 2021 года
Поклонники Нетс хотели бы заблокировать Хардена еще на три года до этого сезона, но он просто играет в долгую игру со своим контрактом.На этой неделе он заверил город Бруклин, что не уезжает в ближайшее время.
Я не собираюсь уходить из этой организации и из той ситуации, которая у нас сложилась. Так что, честно говоря, я сосредоточен на сезоне, а затем на победе в чемпионате. Контракт и все остальное подтвердятся, но я буду сосредоточен на этом сезоне.
Джеймс Харден
Когда вы увидите, на что способен Харден, подписав продление следующим летом, вы поймете, почему он не стал писать в этом году.
Игра на 227 миллионов австралийских долларов
Харден мог заключить один из самых прибыльных контрактов в НБА в это межсезонье, но он может войти в историю лиги, подождав еще год.
По словам Бобби Маркса из ESPN, Харден может подписать контракт на 47,4 миллиона долларов в следующем году и подписать четырехлетнее продление на 227 миллионов долларов следующим летом. Если он согласится на эту сделку, Харден заработает 61,8 миллиона долларов в 2026-2027 годах, что сделает его первым игроком в истории НБА, заработавшим 60 миллионов долларов за один сезон.
Ага, теперь все обретает смысл.
«Мне здесь нравится», — сказал Харден во вторник. «Общение сверху донизу было невероятным. Это было потрясающе. Я чувствую себя как дома. Не о чем беспокоиться. Для себя лично я просто хочу сосредоточиться на этом году, и все ».