111 公路人員升資考試員級晉高員級 技術類(選試交通工程學)-公路總局 電子資料處理 考古題詳解

核心觀念

本題評量計算機系統架構中的「次級與三級儲存媒體（Secondary and Tertiary Storage Media）」特性及其在實務資訊管理情境之應用：

1. 磁記錄技術（Magnetic Recording）：機械硬碟（HDD）與磁帶（Magnetic Tape）利用電磁感應改變磁性物質極性以記錄二進位資料。
2. 快閃記憶體技術（Flash Memory）：固態硬碟（SSD）利用半導體浮閘（Floating Gate）或電荷捕捉（Charge Trap）結構中的電子穿隧效應儲存狀態，無機械活動元件。
3. 光學記錄技術（Optical Storage）：光碟（Optical Disc）利用聚焦雷射光束照射記錄層，藉由反射光強弱或相位干涉判別資料位元。
4. 檔案生命週期與資訊安全管理：配合公文管理需求，權衡「隨機存取速度（頻繁更新）」、「離線壽命與保存成本（長期典藏）」、「實體與邏輯防護（資料保密）」。

解題方法

本題為典型的「申論與比較題」，配分結構為運作原理（16 分，平均各 4 分）與優缺點分析暨選用依據（9 分）。作答切入點如下：

1. 運作原理剖析（16 分）：

• 逐一針對四種儲存媒體，點出「主要物理構造」與「底層讀寫物理原理」（電磁轉換、量子穿隧、光學干涉與反射、循序磁化）。

2. 優缺點詳細比較（6 分）：

• 從存取效能（隨機/循序）、單位成本、容量上限、實體耐用性與預期壽命等維度進行系統化對比。

3. 實務選用依據（3 分）：

• 必須緊扣題幹情境三大要素：「長期保留」、「經常性更新」、「資料保密」，給出明確、合理的階層式儲存（Hierarchical Storage Management, HSM）選用建議。

選項分析（儲存媒體特性剖析）

本題為申論題，針對題幹指定之四項媒體進行屬性剖析，說明各媒體在公文管理環境中的特性定位：

1. 機械硬碟（HDD）：

• 定位：大容量在線（Online）作業與本地備份。
• 適用性分析：隨機存取能力良好，適合處理經常性修改的公文；但內部有精密機械構件，抗震力弱，且磁性鍍膜在通電運行下有機械磨損風險，長期斷電亦存在磁性衰退問題。

2. 固態硬碟（SSD）：

• 定位：高速隨機存取之工作碟（Working Disk）。
• 適用性分析：無尋道時間（Seek Time），IOPS 極高，為公文系統「經常性更新」的最佳載體；缺點是快閃記憶體若長期未通電（Cold Storage），浮閘內電子可能因洩漏導致資料遺失（Data Retention 降至 1 至 3 年），且價格高於 HDD，不適合做純粹離線冷封存。

3. 光碟（CD / DVD / BD）：

• 定位：不可竄改之法定公文歸檔憑證（Nearline / Offline）。
• 適用性分析：採用 WORM（Write Once, Read Many）技術時具備先天的防竄改與防勒索病毒特性，適合作為具法律效力之公文終身歸檔；但容量較小且單次燒錄耗時，完全不適合「經常性更新」。

4. 磁帶（Magnetic Tape）：

• 定位：大規模離線冷儲存（Cold Storage / Disaster Recovery）。
• 適用性分析：單位儲存成本極低、常溫常濕下保存年限長達 15 至 30 年，且離線存放具備實體隔離（Air-gap）的高保密性；然而為純「循序存取（Sequential Access）」，無法進行即時隨機修改，僅能用於大量定期批次備份。

解題技巧

1. 原理答題關鍵字：

• 機械硬碟：磁頭、磁盤、主軸馬達、電磁感應、磁極方向。
• 固態硬碟：NAND Flash、浮閘電晶體（Floating Gate）、量子穿隧效應（Fowler-Nordheim Tunneling）、門檻電壓。
• 光碟：雷射光束、反射率、凹坑（Pits）與平面（Lands）、相變材料。
• 磁帶：磁頭、聚酯膠片薄膜、磁化、循序存取。

2. 評分陷阱規避：

• 切忌在寫完優缺點後忽略題目前言的「選用依據」。務必於結論處點題，結合題幹之「公文長期保存」、「頻繁更新」、「資料保密」提出具體方案，方能取得滿分。

【答案】

一、各儲存媒體之運作原理（16 分）

1. 機械硬碟（Hard Disk Drive, HDD）

• 硬體結構：由鍍有磁性薄膜的高速旋轉碟片（Platters）、主軸馬達（Spindle Motor）、讀寫磁頭（Read/Write Heads）及音圈馬達帶動的傳動臂（Actuator Arm）組成。
• 運作原理：
• 寫入：利用電磁感應原理，當訊號電流通過磁頭線圈時產生磁場，將下方高速旋轉之磁軌上的微小磁疇（Magnetic Domains）磁化，改變其極性方向（N/S 極）以記錄二進位資料 $0$ 與 $1$。
• 讀取：磁頭感應碟片表面磁場變化所產生的微弱感應電流或電阻變化（巨磁阻 GMR /穿隧磁阻 TMR 效應），解調還原為數位資料。

核心觀念

本題評量智慧型運輸系統（Intelligent Transportation Systems, ITS）中「電子收費系統（Electronic Toll Collection, ETC）」之核心資通訊架構與資料處理模式。涉及之核心觀念包含：

1. 專用短程通訊／射頻識別技術（DSRC / RFID）：台灣現行高速公路全面採用之超高頻被動式射頻識別（UHF Passive RFID, EPC Class 1 Gen 2 / ISO 18000-6C，頻段 920–928 MHz），配合路側單元（RSU）與自動車牌辨識（ALPR）進行定點交易。
2. 全球衛星導航系統收費技術（GNSS / GPS Toll Collection）：以衛星定位搭配地理資訊系統（GIS）與地理圍欄（Geofencing），透過車載單元（OBU）動態記錄行車軌跡，並利用蜂巢式行動通訊（4G/5G）回傳資料以計算里程與通行費。
3. 電子資料處理架構（EDP Pipeline）：感測端資料擷取、邊緣運算（Edge Computing）比對、通訊加密傳輸、後端清分帳務中心（Toll Clearing House, TCH）之資料處理機制。

解題方法

本題為配分 30 分之專業技術申論題，答題架構應劃分為「運行作法詳述（16 分）」與「優缺點分析及適用性判斷（14 分）」兩大主軸：

1. 運行作法（切入點：系統實體架構與資料處理作業流程）：

• 依「車載端設備」、「路側／空間定位基礎設施」、「後端資訊處理系統」及「交易與扣款流程」四個層次，完整交代兩項技術在資料擷取、通訊與計費之作業機制。
• 特別針對 GPS 架構說明「厚用戶端（Thick Client）」與「薄用戶端（Thin Client）」之路網比對差異。

2. 優缺點分析與適用性（切入點：多維度指標對比矩陣與情境決策）：

• 從建置成本（CAPEX/OPEX）、車端持有成本、定位準確度與環境干擾、路網擴充性、使用者隱私、執法稽查（Enforcement）等面向進行全面對比。
• 根據不同收費道路型態（封閉式高速公路 vs. 開放式全路網／都市壅塞收費）提出具體之適用性決策標準。

選項分析

本題為申論題，無選擇題選項設計。評分關鍵在於能否精準運用資通訊與交通工程專業術語（如 RSU、OBU、DSRC/RFID、ALPR、Geofencing、GIS Map Matching、Dead Reckoning），切忌僅以日常口語泛泛而談「感應扣款」或「衛星導航」。

解題技巧

1. 掌握系統流程圖化思維：在描述運行作法時，務必依「車輛進入 $\to$ 訊號偵測與識別 $\to$ 交易產生與資料封裝 $\to$ 網路傳輸 $\to$ 後端計費清分 $\to$ 稽查與扣款」之時間序列推進，條理分明。
2. 點出關鍵技術瓶頸：GPS 收費之罩門在於「多路徑效應（Multipath）」、「隧道與高架橋下訊號遮蔽」及「民眾隱私權疑慮」；RFID 門架之罩門在於「實體路側設施資本支出高」及「費率調整受限於實體門架配置」，答出此類核心差異能展現專業深度。
3. 分點標題化：優缺點切忌以大段落散文敘述，應按指標建立對稱式的小標題或比較架構，使閱卷委員易於核對評分標準給分。

【答案】

一、二項技術之運行作法詳述（16 分）

(一) 實體閘門式 ETC 技術（以 RFID / DSRC 為主）

實體閘門式 ETC 技術以路側實體門架作為特定點位的交易截面，其運作架構由「車載單元」、「路側設備」與「後端營運中心」構成：

1. 系統架構組成：

• 車載端（OBU / Tag）：車輛擋風玻璃或車燈黏貼之被動式 RFID 標籤（如 eTag），內部儲存具全球唯一識別碼（TID / EPC）。
• 路側單元（RSU, Roadside Unit）：安裝於高速公路鋼構門架（Gantry）上，包含高頻微波讀寫天線、車輛偵測與分類器（VDAC，利用雷射或紅外線感測車輛體積與軸數）、高解析度自動車牌辨識攝影機（ALPR）與補光設備。
• 後端清分處理中心（TCH）：負責接收各門架傳回之通行交易原始紀錄，執行重複比對、計費結算、金融帳戶扣款與黑名單稽核。

2. 作業與資料處理流程：

• 感應觸發與射頻通訊：當車輛以高速通過門架下方之微波感應區時，RSU 天線發射電磁波激活被動式 eTag，eTag 回傳車輛識別代碼，完成點對點資料讀取。
• 光學影像輔助辨識：車輛觸發偵測器時，ALPR 攝影機同步拍攝車牌影像並執行光學字元辨識（OCR），將車牌號碼與 RFID 讀取資料進行交叉比對，防止偽造或借牌行為。
• 通行交易資料封裝：門架控制器整合「時間戳記、門架代碼、標籤識別碼、車牌辨識結果、車型分類」，進行數位簽章與加密後，以專線網路即時傳輸至後端核心系統。
• 路段計費與扣款：後端系統依據車輛依序通過之門架序列，重組完整行車路徑，計算行駛里程與通行費，自用路人儲值帳戶自動扣繳或產生電子帳單。

(二) GPS 衛星定位旅程收費技術（GNSS-based Toll Collection）

GPS（或泛指全球衛星導航系統 GNSS）收費技術擺脫路側實體門架之物理限制，以連續空間座標判定行駛路徑，其架構由「智慧車載單元」、「空間地理圍欄」與「雲端運算中心

核心觀念

本題評量資訊安全領域的惡意程式分析（勒索軟體運作機制）與密碼學／分散式帳本技術（區塊鏈與加密貨幣特質）：

1. 勒索病毒運作生命週期：包含滲透潛伏、防禦規避、混合式加密（Hybrid Encryption，結合對稱式與非對稱式加密）、命令暨控制（C2）通訊與勒索展示。
2. 加密貨幣（比特幣）之核心特性：點對點（P2P）去中心化、非對稱金鑰衍生的假名性（Pseudonymity）、抗審查性（Censorship Resistance）、分散式帳本之交易不可篡改性（Immutability）及跨國界流通性。

解題方法

本題為兩子題的申論題（14 分＋16 分），作答切入點如下：

1. 子題一（14 分）：以資安攻擊鏈（Cyber Kill Chain）架構切入，詳述勒索病毒從感染、癱瘓備份，到關鍵的「混合加密架構」（以對稱加密處理大量資料、以非對稱公鑰封裝對稱金鑰），說明受害者為何在數學上無法自行復原資料。
2. 子題二（16 分）：從區塊鏈技術特性切入，對比傳統中心化金融機構（銀行），分析攻擊者敢於公開收款錢包地址的五大關鍵特質（無實名認證之假名性、無中央機構可凍結之抗審查性、不可逆交易、跨國管轄權真空、混幣洗錢管道）。

選項分析（申論題答題架構擬答）

（一）勒索病毒（Ransomware）之運作機制與勒索目的（14 分）

勒索病毒旨在透過剝奪受害者對其系統與資料的「存取權」與「可用性」（Availability），迫使其交付贖金。其標準運作流程可分為五個階段：

1. 初始入侵與滲透（Initial Infection） 攻擊者透過社交工程社交郵件（含惡意巨集附件、釣魚連結）、未修補之系統服務漏洞（如 SMB、RDP 弱點暴露於網際網路）、或供應鏈軟體更新污染，將勒索病毒載荷（Payload）植入受害者主機。

2. 防禦規避與備份破壞（Evasion & Disabling Recovery） 勒索病毒執行後，優先關閉防毒軟體與端點偵測系統（EDR），並強制刪除本地還原點與備份機制。例如在 Windows 系統中執行指令刪除磁碟陰影複製（Volume Shadow Copies，如 vssadmin delete shadows /all /quiet），中斷備份代理程式服務，確保受害者無法使用本機備份復原。

3. 實施「混合式加密」（Hybrid Encryption）——核心技術關鍵 勒索軟體為兼顧「加密速度」與「金鑰安全性」，一律採用混合密碼技術：

• 對稱式加密（如 AES-256、ChaCha20）：針對受害者硬碟中的大量業務檔案、資料庫（如 .docx, .db, .vmdk），動態產生隨機的對稱工作金鑰（Session Key）進行區塊加密，運算效率極高。
• 非對稱式加密（如 RSA-2048/4096、ECDH）：惡意程式內嵌攻擊者預先生成的「非對稱公開金鑰（Public Key）」。當檔案被對稱金鑰加密後，程式立即使用該公鑰將對稱金鑰加密並附加於加密檔末端，隨後將記憶體內的明文對稱金鑰徹底清除覆寫。
• 數學不可逆性：解密該對稱金鑰必須使用攻擊者伺服器持有的「非對稱私密金鑰（Private Key）」。在無私鑰的情況下，受害者無法在計算可行時間內暴力破解，造成實質鎖死。

4. 命令暨控制通訊（C2 Communication） 部分勒索軟體在加密前後，會透過洋蔥路由（Tor）或動態加密通道與遠端命令暨控制伺服器（C2）通訊，回傳受害者辨識識別碼（Victim ID）、主機資訊及加密統計。

5. 勒索威脅與多重勒索（Extortion & Notice） 完成加密後，病毒修改系統桌面背景，並在各資料夾留下勒索說明文件（Ransom Note）。信中指引受害者至指定暗網網站，輸入受害者 ID，並限期支付特定金額的比特幣以換取解密程式。現代勒索更結合「雙重勒索（Double Extortion）」手法：在加密前先行竊取機密資料，若不付贖款則公開外洩，迫使受害者妥協。

（二）比特幣等加密貨幣特性解析（為何敢公開收款帳戶）（16 分）

核心觀念

本題評量專案管理中 計畫評核術（Program Evaluation and Review Technique, PERT） 的核心運算與網路圖繪製能力，主要涵蓋三大觀念：

1. 三時估計法（Three-Point Estimation）與期望時間（$t_e$）： PERT 假設工作活動的作業時間服從貝氏分配（Beta Distribution），其期望時間（Expected Time, $t_e$）依據樂觀時間（$a$）、正常／最可能時間（$m$）與悲觀時間（$b$）以 $1:4:1$ 的權重進行加權平均： $t_e = \frac{a + 4m + b}{6}$

2. 專案網路圖（Project Network Diagram）： 依據各活動的相依與前導關係（Precedence Relationships）建立網路拓撲。常見表示法有兩種：

• 節點代表活動法（Activity-on-Node, AON）：節點為工作項目，箭線表示先後順序，不需使用虛工作（Dummy Activity），為現代專案管理主流。
• 箭線代表活動法（Activity-on-Arrow, AOA）：箭線為工作項目，節點為事件（Event）。 本題以結構清晰、不易混淆的 AON 網路圖呈現。

3. 要徑（Critical Path, CP）與預期完成時間：

• 要徑：自專案起始點至結束點所有可能路徑中，「累計工期最長」的路徑。要徑上的活動均為關鍵活動，其浮時／寬裕時間（Slack / Float）皆為 0。
• 預期完成時間：要徑上各活動期望時間的總和，代表該專案預期的最短總工期。

解題方法

一、 計算各活動的期望時間（$t_e$）

套用期望時間公式 $t_e = \frac{a + 4m + b}{6}$，依序計算如下：

• 工作 A（需求分析）： $t_e(A) = \frac{3 + 4(6) + 9}{6} = \frac{36}{6} = 6 \text{ 週}$
• 工作 B（需求設計）： $t_e(B) = \frac{1 + 4(2) + 3}{6} = \frac{12}{6} = 2 \text{ 週}$
• 工作 C（程式設計）： $t_e(C) = \frac{6 + 4(7) + 8}{6} = \frac{42}{6} = 7 \text{ 週}$
• 工作 D（測試規劃）： $t_e(D) = \frac{2 + 4(4) + 6}{6} = \frac{24}{6} = 4 \text{ 週}$
• 工作 E（測試資料）： $t_e(E) = \frac{4 + 4(5) + 6}{6} = \frac{30}{6} = 5 \text{ 週}$
• 工作 F（整合測試）： $t_e(F) = \frac{6 + 4(10) + 16}{6} = \frac{62}{6} = \frac{31}{3} \approx 10.33 \text{ 週}$
• 工作 G（測試模組設計）： $t_e(G) = \frac{2 + 4(3) + 4}{6} = \frac{18}{6} = 3 \text{ 週}$
• 工作 H（文件撰寫）： $t_e(H) = \frac{3 + 4(5) + 7}{6} = \frac{30}{6} = 5 \text{ 週}$

期望時間彙總表：

二、 繪製 PERT 網路圖

分析前後相依性：

• 無前導工作（可立即啟動）：A、B、C、H，均由「專案開始（Start）」連出。
• 後續相依關係：
• A 完成後方可進行 D。
• B 完成後方可進行 E。
• D 完成後方可進行 F。
• C 與 F 均完成後方可進行 G。
• 無後續工作（專案終點）：E、G、H 完成後匯流至「專案結束（End）」。

PERT（AON）網路圖如下：