計算機網路安全教程

計算機網路安全教程

《計算機網路安全教程》從網路安全的理論基礎著手,同時兼顧實際工作中的套用,深入淺出地介紹了網路協定的基礎知識、網路安全基礎、計算機物理安全、作業系統安全基礎、密碼學基礎、身份認證與訪問控制、資料庫安全、惡意軟體概念及防範、Internet 安全協定、公鑰基礎設施——PKI、網路安全技術、無線網路安全技術、網路套用安全、數據備份、信息安全評測與風險評估和計算機網路安全管理等內容,書中通過大量實例、圖文並茂的說明,使讀者能在最短的時間內理解消化相關知識,並能學以致用,每章結尾均配有課後習題供讀者練習鞏固。《計算機網路安全教程》的內容,逐步學習,並加以實踐操作,即可掌握相關的技術內容。《計算機網路安全教程》可作為高等學校計算機網路安全課程的教材,也可供廣大網路管理員參考。

基本信息

目錄

前言

第1章緒論1

1.1計算機網路面臨的主要威脅1

1.1.1計算機網路實體面臨威脅1

1.1.2計算機網路系統面臨威脅2

對計算機信息構成不安全的因素很多,其中包括人為的因素、自然的因素和偶發的因素。其中,人為因素是指,一些不法之徒利用計算機網路存在的漏洞,或者潛入計算機房,盜用計算機系統資源,非法獲取重要數據、篡改系統數據、破壞硬體設備、編制計算機病毒。人為因素是對計算機信息網路安全威脅最大的因素。

1.1.3惡意程式的威脅2

1.1.4計算機網路威脅的潛在對手和動機3

1.2計算機網路不安全因素4

1.2.1不安全的主要因素4

網際網路是對全世界都開放的網路,任何單位或個人都可以在網上方便地傳輸和獲取各種信息,網際網路這種具有開放性、共享性、國際性的特點就對計算機網路安全提出了挑戰。網際網路的不安全性主要有以下幾項:

網路的開放性

網路的技術是全開放的,使得網路所面臨的攻擊來自多方面。或是來自物理傳輸線路的攻擊,或是來自對網路通信協定的攻擊,以及對計算機軟體、硬體的漏洞實施攻擊。

網路的國際性

意味著對網路的攻擊不僅是來自於本地網路的用戶,還可以是網際網路上其他國家的黑客,所以,網路的安全面臨著國際化的挑戰。

網路的自由性

大多數的網路對用戶的使用沒有技術上的約束,用戶可以自由的上網,發布和獲取各類信息。

防範間諜軟體之危害的對策

1、公開安裝的間諜軟體

對於那些公開安裝的間諜軟體,你無需費多大工夫去研究他,因為你可以輕而易舉的將之卸載,除此之外,你還可以知道他們的大至功能所在。換句話說,對於這些公開安裝的間諜軟體,你有很多措施保護你的隱私不受侵犯。例如,從不在辦公室計算機里檢查私有的電子郵件。公開安裝的間諜軟體一般都是合法的,他們有特定的使用人群和用途。

公司和學院:他們也許使用間諜軟體監測他們雇員的計算機和網路使用。

父母:他們也許使用間諜軟體監測家庭電腦和網路使用。防止他們的孩子受到有害信息的毒害。許多父母希望間諜軟體可能幫助他們。

政府:他們也許為公開安全或信息戰爭而使用間諜軟體監測網路。

2、秘密侵入的間諜軟體

真正的危險來自那些秘密侵入到你計算機里的間諜軟體,因為你不知道他究竟想做什麼。所有間諜軟體的安裝都利用了兩種弱點。一種是PC機的套用軟體,另一種是你自己。

由於現代計算機軟體是極端複雜的,現有的很多套用軟體和作業系統都存在各種各樣的漏洞。間諜軟體可以利用這些漏洞侵入到你的計算機。理論上你不可能防止這種侵入,當你衝浪網頁,一張小圖片可能給你帶來可怕的間諜軟體。除給你的作業系統打上必要的補丁,儘可能不去不安全或不熟悉的站點是減少這種侵入的有效方法。

很顯然,這種利用套用軟體漏洞的侵入方式需要較高的技術水平。而絕大多數間諜軟體的侵入是採用簡單的欺詐方式。例如,他們免費給你提供一個可以清除間諜軟體的軟體,而他們真正的目的是將你計算機里原有的間諜軟體去除,用他們的取而代之。

如果你習慣在網上下載免費軟體,你的計算機里可能有一大堆間諜軟體。

所以我們有兩種方法對付這些秘密侵入的間諜軟體:儘量不去不熟悉或不安全的站點,儘量不從網上下載免費軟體。

這種秘密的侵入也有他特定的用戶群和用途。論防範間諜軟體之危害

1.2.2不安全的主要原因6

1.3計算機網路安全的概念7

計算機網路安全是指利用網路管理控制和技術措施,保證在一個網路環境裡,數據的保密性、完整性及可使用性受到保護。計算機網路安全包括兩個方面,即物理安全和邏輯安全。物理安全指系統設備及相關設施受到物理保護,免於破壞、丟失等。邏輯安全包括信息的完整性、保密性和可用性。

1.3.1計算機網路安全的定義8

1.3.2計算機網路安全的目標8

1.3.3計算機網路安全的層次10

1.3.4計算機網路安全所涉及的內容10

1.4計算機網路安全體系結構11

1.4.1網路安全模型11

1.4.2OSI安全體系結構11

1.4.3P2DR模型14

1.4.4網路安全技術16

網路安全技術指致力於解決諸如如何有效進行介入控制,以及何如保證數據傳輸的安全性的技術手段,主要包括物理安全分析技術,網路結構安全分析技術,系統安全分析技術,管理安全分析技術,及其它的安全服務和安全機制策略。

21世紀全世界的計算機都將通過Internet聯到一起,信息安全的內涵也就發生了根本的變化.它不僅從一般性的防衛變成了一種非常普通的防範,而且還從一種專門的領域變成了無處不在.當人類步入21世紀這一信息社會,網路社會的時候,我國將建立起一套完整的網路安全體系,特別是從政策上和法律上建立起有中國自己特色的網路安全體系。

一個國家的信息安全體系實際上包括國家的法規和政策,以及技術與市場的發展平台.我國在構建信息防衛系統時,應著力發展自己獨特的安全產品,我國要想真正解決網路安全問題,最終的辦法就是通過發展民族的安全產業,帶動我國網路安全技術的整體提高。

網路安全產品有以下幾大特點:第一,網路安全來源於安全策略與技術的多樣化,如果採用一種統一的技術和策略也就不安全了;第二,網路的安全機制與技術要不斷地變化;第三,隨著網路在社會各方面的延伸,進入網路的手段也越來越多,因此,網路安全技術是一個十分複雜的系統工程.為此建立有中國特色的網路安全體系,需要國家政策和法規的支持及集團聯合研究開發.安全與反安全就像矛盾的兩個方面,總是不斷地向上攀升,所以安全產業將來也是一個隨著新技術發展而不斷發展的產業。

網路安全產品的自身安全的防護技術網路安全設備安全防護的關鍵,一個自身不安全的設備不僅不能保護被保護的網路而且一旦被入侵,反而會變為入侵者進一步入侵的平台。

信息安全是國家發展所面臨的一個重要問題.對於這個問題,我們還沒有從系統的規劃上去考慮它,從技術上,產業上,政策上來發展它.政府不僅應該看見信息安全的發展是我國高科技產業的一部分,而且應該看到,發展安全產業的政策是信息安全保障系統的一個重要組成部分,甚至應該看到它對我國未來電子化,信息化的發展將起到非常重要的作用。

1.5計算機網路安全管理18

1.5.1網路安全管理的法律法規18

1.5.2計算機網路安全評價標準18

1.5.3網路安全管理措施18

1.6計算機網路安全技術發展趨勢18

1.6.1網路安全威脅發展趨勢19

1.6.2網路安全主要實用技術的發展19

1.7小結20

1.8習題21

第2章物理安全22

2.1機房安全技術和標準22

2.1.1機房安全技術22

2.1.2機房安全技術標準29

2.2通信線路安全30

2.3設備安全31

2.3.1硬體設備的維護和管理31

2.3.2電磁兼容和電磁輻射的防護31

2.3.3信息存儲媒體的安全管理33

2.4電源系統安全33

2.5小結36

2.6習題36

第3章信息加密與PKI38

3.1密碼學概述38

3.1.1密碼學的發展38

密碼學是在編碼與破譯的鬥爭實踐中逐步發展起來的,並隨著先進科學技術的套用,已成為一門綜合性的尖端技術科學。它與語言學、數學、電子學、聲學、資訊理論、計算機科學等有著廣泛而密切的聯繫。它的現實研究成果,特別是各國政府現用的密碼編制及破譯手段都具有高度的機密性。

進行明密變換的法則,稱為密碼的體制。指示這種變換的參數,稱為密鑰。它們是密碼編制的重要組成部分。密碼體制的基本類型可以分為四種:錯亂--按照規定的圖形和線路,改變明文字母或數碼等的位置成為密文;代替--用一個或多個代替表將明文字母或數碼等代替為密文;密本--用預先編定的字母或數字密碼組,代替一定的詞組單詞等變明文為密文;加亂--用有限元素組成的一串序列作為亂數,按規定的算法,同明文序列相結合變成密文。以上四種密碼體制,既可單獨使用,也可混合使用 ,以編制出各種複雜度很高的實用密碼。

20世紀70年代以來,一些學者提出了公開密鑰體制,即運用單向函式的數學原理,以實現加、脫密密鑰的分離。加密密鑰是公開的,脫密密鑰是保密的。這種新的密碼體制,引起了密碼學界的廣泛注意和探討。

利用文字和密碼的規律,在一定條件下,採取各種技術手段,通過對截取密文的分析,以求得明文,還原密碼編制,即破譯密碼。破譯不同強度的密碼,對條件的要求也不相同,甚至很不相同。

3.1.2密碼學基本概念40

密碼學是研究編制密碼和破譯密碼的技術科學。研究密碼變化的客觀規律,套用於編制密碼以保守通信秘密的,稱為編碼學;套用於破譯密碼以獲取通信情報的,稱為破譯學,總稱密碼學。

密碼學是研究編制密碼和破譯密碼的技術科學。研究密碼變化的客觀規律,套用於編制密碼以保守通信秘密的,稱為編碼學;套用於破譯密碼以獲取通信情報的,稱為破譯學。總稱密碼學。

密碼學(在西歐語文中,源於希臘語kryptós“隱藏的”,和gráphein“書寫”)是研究如何隱密地傳遞信息的學科。在現代特別指對信息以及其傳輸的數學性研究,常被認為是數學和計算機科學的分支,和資訊理論也密切相關。著名的密碼學者Ron Rivest解釋道:“密碼學是關於如何在敵人存在的環境中通訊”,自工程學的角度,這相當於密碼學與純數學的異同。密碼學是信息安全等相關議題,如認證、訪問控制的核心。密碼學的首要目的是隱藏信息的涵義,並不是隱藏信息的存在。密碼學也促進了計算機科學,特別是在於電腦與網路安全所使用的技術,如訪問控制與信息的機密性。密碼學已被套用在日常生活:包括自動櫃員機的晶片卡、電腦使用者存取密碼、電子商務等等。

密碼是通信雙方按約定的法則進行信息特殊變換的一種重要保密手段。依照這些法則,變明文為密文,稱為加密變換;變密文為明文,稱為脫密變換。密碼在早期僅對文字或數碼進行加、脫密變換,隨著通信技術的發展,對語音、圖像、數據等都可實施加、脫密變換。

3.1.3加密體制分類40

3.2加密算法43

3.2.1古典密碼算法43

3.2.2單鑰加密算法44

3.2.3雙鑰加密算法51

3.3信息加密技術套用53

3.3.1鏈路加密54

3.3.2節點加密54

3.3.3端到端加密55

3.4認證技術56

3.4.1認證技術的分層模型56

3.4.2認證體制的要求與模型56

3.4.3數字簽名技術57

3.4.4身份認證技術57

3.4.5訊息認證技術59

3.4.6數字簽名與訊息認證61

3.5公開密鑰基礎設施(PKI)61

3.5.1PKI的基本概念62

3.5.2PKI認證技術的組成63

3.5.3PKI的特點70

3.6常用加密軟體介紹70

3.6.1PGP70

3.6.2GnuPG74

3.7小結77

3.8習題78

第4章防火牆技術79

4.1概述79

4.1.1防火牆的概念79

4.1.2防火牆的功能79

4.1.3防火牆的局限性81

4.2防火牆體系結構82

4.2.1雙重宿主主機體系結構82

4.2.2禁止主機體系結構83

4.2.3禁止子網體系結構84

4.2.4防火牆體系結構的組合形式86

4.3防火牆技術86

4.3.1包過濾技術86

4.3.2代理服務技術92

4.3.3狀態檢測技術96

4.3.4NAT技術97

4.4防火牆的安全防護技術99

4.4.1防止防火牆標識被獲取99

4.4.2防止穿透防火牆進行掃描101

4.4.3克服分組過濾脆的弱點103

4.4.4克服套用代理的脆弱點104

4.5防火牆套用示例105

4.5.1網路衛士防火牆3000系統組成105

4.5.2網路衛士防火牆3000典型套用拓撲圖105

4.5.3典型套用配置示例106

4.6個人防火牆111

4.6.1個人防火牆概述111

4.6.2個人防火牆的主要功能112

4.6.3個人防火牆的特點113

4.6.4主流個人防火牆簡介113

4.7防火牆發展動態和趨勢118

4.8小結120

4.9習題121

第5章入侵檢測技術122

5.1入侵檢測概述122

5.1.1入侵檢測原理123

5.1.2系統結構123

5.1.3系統分類124

5.2入侵檢測的技術實現127

5.2.1入侵檢測分析模型127

5.2.2誤用檢測128

5.2.3異常檢測131

5.2.4其他檢測技術135

5.3分散式入侵檢測138

5.3.1分散式入侵檢測的優勢138

5.3.2分散式入侵檢測的技術難點139

5.3.3分散式入侵檢測現狀140

5.4入侵檢測系統的標準141

5.4.1IETF/IDWG142

5.4.2CIDF144

5.5入侵檢測系統示例145

5.5.1Snort簡介146

5.5.2Snort的體系結構146

5.5.2Snort的安裝與使用148

5.5.2Snort的安全防護151

5.6小結152

5.7習題153

第6章作業系統與資料庫安全技術154

6.1訪問控制技術154

6.1.1認證、審計與訪問控制154

6.1.2傳統訪問控制技術156

6.1.3新型訪問控制技術158

6.1.4訪問控制的實現技術160

6.1.5安全訪問規則(授權)的管理162

6.2作業系統安全技術163

6.2.1作業系統安全準則163

6.2.2作業系統安全防護的一般方法165

6.2.3作業系統資源防護技術166

6.2.4作業系統的安全模型168

6.3UNIX/Linux系統安全技術171

6.3.1UNIX/Linux安全基礎171

6.3.2UNIX/Linux安全機制172

6.3.3UNIX/Linux安全措施173

6.4Windows2000/XP系統安全技術175

6.4.1Windows2000/XP安全基礎175

6.4.2Windows2000/XP安全機制177

6.4.3Windows2000/XP安全措施179

6.5資料庫安全概述186

6.5.1資料庫安全的基本概念186

6.5.2資料庫管理系統簡介187

6.5.3資料庫系統的缺陷與威脅188

6.6資料庫安全機制189

6.6.1資料庫安全的層次分布189

6.6.2安全DBMS體系結構189

6.6.3資料庫安全機制191

6.6.4Oracle的安全機制196

6.7資料庫安全技術197

6.8小結198

6.9習題198

第7章網路安全檢測與評估技術200

7.1網路安全漏洞200

7.1.1網路安全漏洞威脅200

7.1.2網路安全漏洞的分類201

7.2網路安全漏洞檢測技術203

7.2.1連線埠掃描技術203

7.2.2作業系統探測技術204

7.2.3安全漏洞探測技術205

7.3網路安全評估標準206

7.3.1網路安全評估標準的發展歷程206

7.3.2TCSEC、ITSEC和CC的基本構成209

7.4網路安全評估方法213

7.4.1基於通用評估方法(CEM)的網路安全評估模型213

7.4.2基於指標分析的網路安全綜合評估模型215

7.4.3基於模糊評價的網路安全狀況評估模型220

7.5網路安全檢測評估系統簡介221

7.5.1InternetScanner221

7.5.2Nessus225

7.6小結231

7.7習題231

第8章計算機病毒與惡意代碼防範技術232

8.1計算機病毒概述232

8.1.1計算機病毒的定義232

8.1.2計算機病毒簡史233

8.1.3計算機病毒的特徵234

8.1.4計算機病毒的危害235

8.2計算機病毒的工作原理和分類237

8.2.1計算機病毒的工作原理237

8.2.2計算機病毒的分類241

8.2.3病毒實例分析244

8.3計算機病毒的檢測與防範248

8.3.1計算機病毒的檢測248

8.3.2計算機病毒的防範251

8.3.3計算機病毒的發展方向和趨勢253

8.4惡意代碼255

8.4.1惡意代碼的特徵與分類255

8.4.2惡意代碼的關鍵技術256

8.4.3網路蠕蟲258

8.4.4Rootkit技術259

8.4.5惡意代碼的防範261

8.5小結262

8.6習題263

第9章數據備份技術264

9.1數據備份概述264

9.1.1產生數據失效的主要原因264

9.1.2備份及其相關概念266

9.1.3備份的誤區267

9.1.4選擇理想的備份介質267

9.1.5備份技術和備份方法268

9.2數據備份方案269

9.2.1磁碟備份269

9.2.2雙機備份276

9.2.3網路備份280

9.3數據備份與數據恢復策略283

9.3.1數據備份策略283

9.3.2災難恢復策略286

9.4備份軟體簡介286

9.4.1NortonGhost286

9.4.2SecondCopy288

9.5小結290

9.6習題291

第10章網路安全解決方案292

10.1網路安全體系結構292

10.1.1網路信息安全的基本問題292

10.1.2網路安全設計的基本原則294

10.2網路安全解決方案295

10.2.1網路安全解決方案的基本概念295

10.2.2網路安全解決方案的層次劃分296

10.2.3網路安全解決方案的框架297

10.3網路安全解決方案設計299

10.3.1網路系統狀況299

10.3.2安全需求分析299

10.3.3網路安全解決方案302

10.4單機用戶網路安全解決方案304

10.4.1單機用戶面臨的安全威脅304

10.4.2單機用戶網路安全解決方案305

10.5內部網路安全管理制度306

10.6小結308

10.7習題308

附錄309

附錄A彩虹系列309

附錄B安全風險分析一覽表310

參考文獻316

……

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