王海泉：计算机网络与信息安全课件2(研究生)
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《网络与信息安全》PPT课件
精选PPT
17
电子邮件
2.6 WWW浏览
WWW的相关概念
WWW是World Wide Web的缩写（读作3W）， 简称Web，或叫做“万维网”。
“超文本”和“超级链接”：Web是以超文本 （Hyper Text）方式组织信息的。超文本文件 通常由一些文字、表格、图像、声音、视频以 及一些“超级链接（Hyper Link）”组成，通 过“超级链接”把不同的文件连接而成一个整 体。可以把“超级链接”理解为指向其他Web 页或Web上文件的指针。如此，用户可以不断 地跳转到Web海洋中的不同地方，如同“冲 浪”。
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18
W W W 浏览
浏览器是漫游Internet 的客户端软件，目前 最流行的浏览器当数 微软公司的Explorer （简称IE）和网景公 司（Netscape）的 Navigator。IE在 Windows中集成，其 他浏览器可到网上下 载。IE的界面如图所 示。
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19
2.7 计算机病毒Computer Virus
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21
计算机病毒的传染途径：
1）通过磁介质（软盘或硬盘） 2）通过光介质盘（盗版光盘） 3）通过网络（互连网、局域网）
精选PPT
22
2.8 计算机病毒的防治 预防：
❖ 病毒防火墙 ❖ 病毒监测软件 ❖ 数据的备份
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23
计算机病毒的防治
检测(注意可能出现的异常现象)：
➢ 磁盘坏簇莫名奇妙地增多；
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15
电子邮件
认识电子邮件地址
liming@
用户名@电子邮件服务器
信箱
邮局
At：在什么之上
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17
电子邮件
2.6 WWW浏览
WWW的相关概念
WWW是World Wide Web的缩写（读作3W）， 简称Web，或叫做“万维网”。
“超文本”和“超级链接”：Web是以超文本 （Hyper Text）方式组织信息的。超文本文件 通常由一些文字、表格、图像、声音、视频以 及一些“超级链接（Hyper Link）”组成，通 过“超级链接”把不同的文件连接而成一个整 体。可以把“超级链接”理解为指向其他Web 页或Web上文件的指针。如此，用户可以不断 地跳转到Web海洋中的不同地方，如同“冲 浪”。
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18
W W W 浏览
浏览器是漫游Internet 的客户端软件，目前 最流行的浏览器当数 微软公司的Explorer （简称IE）和网景公 司（Netscape）的 Navigator。IE在 Windows中集成，其 他浏览器可到网上下 载。IE的界面如图所 示。
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19
2.7 计算机病毒Computer Virus
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21
计算机病毒的传染途径：
1）通过磁介质（软盘或硬盘） 2）通过光介质盘（盗版光盘） 3）通过网络（互连网、局域网）
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22
2.8 计算机病毒的防治 预防：
❖ 病毒防火墙 ❖ 病毒监测软件 ❖ 数据的备份
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23
计算机病毒的防治
检测(注意可能出现的异常现象)：
➢ 磁盘坏簇莫名奇妙地增多；
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15
电子邮件
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liming@
用户名@电子邮件服务器
信箱
邮局
At：在什么之上
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16
网络与信息安全final课件
不得不提的凯文·米特尼克（Kevin David Mitnick）
出狱后，又连续非法修改多家公司电脑的财务帐单。1988年再次入狱，被判一年徒刑。1994年向圣地亚哥超级计算机中心发动攻击，该中心安全专家决心将其捉拿归案。期间还入侵了美国摩托罗拉、NOVELL、SUN公司及芬兰NOKIA公司的电脑系统，盗走各种程序和数据，价值4亿美金。最后，被“电子隐形化”技术跟踪，从无线电话中找到了他的行迹。
你会想到什么？
全球范围内正在发生的攻击
全球范围内正在发生的攻击
互联网安全公司赛门铁克2012年9月5日发布报告在2011年7月至2012年7月间，网络攻击给全球带来1110亿美元的损失全球有5.56亿成年网民亲身经历过网络攻击，占到了所有成年网民数量的46%
攻击为什么会发生？（一）
攻击为什么会发生？ （二）
审计追踪
记录用户在系统中所有活动的过程，也记录攻击者试图攻击系统的有关活动，这是防止内外攻击者的攻击、提高系统安全性的重要工具它不仅能识别谁访问了系统，还能指示系统正被怎样的使用（或受到攻击）
网络与信息安全知识体系
网络与信息安全知识体系
计算机病毒
病毒是一种特殊的计算机程序，会进行一些恶意的破坏活动，使用户的网络或信息系统遭受浩劫 病毒是一种基于硬件和操作系统的程序，任何一种病毒都是针对某种处理器和操作系统编写的计算机病毒特点破坏性传染性隐藏性可激活性针对性。病毒的主要传播途径：网络、 U盘、硬盘和光盘
入侵检测系统
入侵检测系统（IDS，Intrusion Detection System）是为保证计算机系统的安全而设计与配置的一种能够及时发现并报告系统中未经授权的访问和其他异常现象的技术，是一种用于检测计算机网络中违反安全策略行为的技术。入侵检测被认为是防火墙之后的第二道安全闸门，在不影响网络性能的情况下能对网络进行监测，从而提供对内部攻击、外部攻击和误操作的实时保护。
出狱后，又连续非法修改多家公司电脑的财务帐单。1988年再次入狱，被判一年徒刑。1994年向圣地亚哥超级计算机中心发动攻击，该中心安全专家决心将其捉拿归案。期间还入侵了美国摩托罗拉、NOVELL、SUN公司及芬兰NOKIA公司的电脑系统，盗走各种程序和数据，价值4亿美金。最后，被“电子隐形化”技术跟踪，从无线电话中找到了他的行迹。
你会想到什么？
全球范围内正在发生的攻击
全球范围内正在发生的攻击
互联网安全公司赛门铁克2012年9月5日发布报告在2011年7月至2012年7月间，网络攻击给全球带来1110亿美元的损失全球有5.56亿成年网民亲身经历过网络攻击，占到了所有成年网民数量的46%
攻击为什么会发生？（一）
攻击为什么会发生？ （二）
审计追踪
记录用户在系统中所有活动的过程，也记录攻击者试图攻击系统的有关活动，这是防止内外攻击者的攻击、提高系统安全性的重要工具它不仅能识别谁访问了系统，还能指示系统正被怎样的使用（或受到攻击）
网络与信息安全知识体系
网络与信息安全知识体系
计算机病毒
病毒是一种特殊的计算机程序，会进行一些恶意的破坏活动，使用户的网络或信息系统遭受浩劫 病毒是一种基于硬件和操作系统的程序，任何一种病毒都是针对某种处理器和操作系统编写的计算机病毒特点破坏性传染性隐藏性可激活性针对性。病毒的主要传播途径：网络、 U盘、硬盘和光盘
入侵检测系统
入侵检测系统（IDS，Intrusion Detection System）是为保证计算机系统的安全而设计与配置的一种能够及时发现并报告系统中未经授权的访问和其他异常现象的技术，是一种用于检测计算机网络中违反安全策略行为的技术。入侵检测被认为是防火墙之后的第二道安全闸门，在不影响网络性能的情况下能对网络进行监测，从而提供对内部攻击、外部攻击和误操作的实时保护。
《网络安全课件：信息安全与密码学基础》
保护网络安全的措施
防火墙
监控和控制网络流量，阻止未经 授权的访问和恶意活动。Fra bibliotek数据加密
使用加密算法保护敏感数据，防 止未经授权的访问。
监控系统
实时监测网络活动，以便及时检 测和回应潜在的安全威胁。
网络安全最佳实践
1 定期更新软件和系统
确保软件和系统始终使用最新的安全补丁和更新。
2 使用强密码
采用复杂且不易猜测的密码，定期更换密码。
学技术欺骗用户，窃取敏感信息。
3
勒索软件
近年来，勒索软件已成为网络犯罪者最 喜欢的手段之一，对个人和企业造成了 巨大损失。
密码学基础
对称加密
使用相同密钥进行加密和解 密的加密算法，速度快但密 钥传输存在风险。
非对称加密
使用公钥加密和私钥解密的 加密算法，安全性高但速度 较慢。
哈希函数
将任意长度的数据映射为固 定长度的哈希值，用于数据 完整性验证和身份验证。
人工智能 (AI)
AI将为网络安全提供更强大的 防御和攻击检测能力。
量子密码学
利用量子力学原理的密码学将 提供更高的加密强度和安全性。
区块链
区块链技术将改变数据存储和 身份验证的方式，提供更可靠 的安全解决方案。
总结
网络安全和密码学是保护信息安全的基石。通过了解网络威胁演变、掌握密 码学基础、采取有效的安全措施，我们能够更好地应对并保护现代网络的安 全。
网络安全课件：信息安全 与密码学基础
欢迎来到《网络安全课件：信息安全与密码学基础》。本课程将深入探讨网 络安全与密码学的基本概念和原理，帮助您全面了解并应对不断增长的网络 威胁。
网络威胁的演变
1
病毒与蠕虫
自20世纪80年代以来，病毒和蠕虫一直
计算机网络应用与信息安全知识PPT适合讲课
1.2 计算机网络的拓扑结构、传输介质与访 问方式 １.网络的拓扑结构 （1）概念：计算机网络的拓朴结构是指网络中 的通信线路和节点间的几何结构。 （2）分类：
• 使用点到点方式时，拓扑结构可分成星型、 总线、环型、树型、全连接等
星型结构:
通信协议简单，站点故障容易检测 和隔离。连线费用大，中央结点要求高。
中国于1994年正式接入Internet
Internet的基本工作原理
o通信协议问 Internet网上采用的是TCP/IP协议 TCP (Transmission Control Protocol)： 传输控制协议——作用是使Internet工作得较 可靠 IP (Internet Protocol)：网际协议 规定计算机在通信时应遵守的规则的全部细节
Internet的缺陷
⑴ 传送速度不够快；地址不够多 ⑵ 由于是开放体系，自由传送信息，色情、 反动内容扩散 ⑶ 保密性差，“黑客”进行非法活动，盗 窃机密资料
国外正在研究Internet 2。国内也开发 出相应的试验网——中国高速互连研究 试验网NSFCNET。
CERNET（中国教育和科研网）
功能：如何合理完成对传输信道的分配 分类：（1）CSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突检测方式）
特点：先听后讲。 如：以太网。 （2）令牌总线传递方式 特点：令牌在网中依次传递。 适合于：实时性高的环形、树型、总线型网络。 （3）令牌环传递方式 特点：有优先级的发放令牌。 适合：环型等多种网络。
目的： 是为了让不同类型的计算机方便地通信寻求一 种互连不同局域网和广域网的新方法，实现一 个网络中的网络，即网际网。英文叫 Internetwork，简称Internet 制定了TCP/IP网络协议 （Transmission Control Protocol/Internet Protocol）
王海泉：网络安全(研究生)-9.应用层-20110511-6-whq
2013-7-24
计算机网络讲义
15
应用层
北京航空航天大学软件学院
P2P模型－－集中目录式
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Q R S P Q R 服务器 Peer 请求 响应 下载
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计算机网络讲义
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应用层
北京航空航天大学软件学院
P2P模型－－纯P2P模式
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P Q QH D
Peer 请求 请求命中 文件下载
计算机网络讲义 7
2013-7-24
应用层
北京航空航天大学软件学院
客户/服务器模型
• Client/Server模型 • 基本概念
– 参与协同工作的进程往往是两个（而不是多个）。 – 客户/服务器模型是传统计算机网络应用的基础。 – 客户/服务器分别指参与一次通信的两个应用实体，客 户方是应用服务的请求者，服务器是应用服务的提供 者。
2013-7-24
计算机网络讲义
5
应用层
北京航空航天大学软件学院
应用及所用传输层协议
应用 电子邮件 远程登录 Web 文件传输 流媒体应用 文件共享 网络管理 应用协议 SMTP [RFC 821] TELNET [RFC 854] HTTP [RFC 2068] FTP [RFC 959] proprietary (e.g. RealNetworks) NFS SNMP 所采用的传输协议 TCP TCP TCP TCP TCP or UDP TCP or UDP UDP
域
com
edu
区
区 x
u v
abc
计算机网络与信息安全课件
计算机网络与信息安全
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3）按数据交换方式划分
➢直接交换网 ➢存储转发交换网 ➢混合交换网
计算机网络与信息安全
18
4.1 计算机网络基础知识
本节主要讲述： 4.1.1 计算机网络概述 4.1.2 计算机网络的分类 4.1.3 计算机网络的基本组成
计算机网络与信息安全
19
4.1.3 计算机网络的基本组成
计算机网络与信息安全
37
3）FDDI网
由光纤构成的FDDI，其基本结构为逆向双
环，一个环为主环，另一个环为备用环。
当主环上的设备失效或光缆发生故障时,通
计算机网络与信息安全
28
1）局域网的发展
ATM 网 络 : ATM 即 Asynchronous Transfer Mode(异步传输模式) ，是一种 可以在局域网、城域网和广域网中传送声音、 图像、视频和数据的新技术，具有高速的通 信能力，因此主要用作多媒体通信的远程网 络干线。与千兆以太网相比， ATM的优点 还在于能够对流量进行精确的控制，从而便 于收费。
计算机网络与信息安全
25
4.2.1 局域网概述
局域网（LAN：Local Area Network）又 叫 局部区域网，是一种在较小的地理范 围内利用通信线路和通信设备将各种 计算机和数据设备互连起来，实现数 据通信和资源共享的计算机网络。
计算机网络与信息安全
26
1）局域网的发展
70年代:短距离高速度计算机通信网络 应运而生。如:美国Xerox公司1975年 推出的实验性以太网和英国剑桥大学 1974年研制的剑桥环网等。
常见的网络操作系统有：Microsoft公司的 WINNT4.0 以及Windows 2000 系列产品、 NOVELL公司的Netware操作系统、UNIX系列操 作系统、LINUX系列操作系统等。
王海泉：计算机网络与信息安全课件1(研究生)
北京航空航天大学软件学院
1970
2013-7-24
1995
计算机网络讲义
第6页
Copyright 2002, William F. Slater, III, Chicago, IL, USA
计算机网络概述
北京航空航天大学软件学院
计算机网络的发展过程是计算机与通信（C&C, Computer and Communication）的融合过程。
谈不上全球性的联网。
2013-7-24
计算机网络讲义
第26页
计算机网络概述
北京航空航天大学软件学院
网络协议三要素：
计算机在内容、格式、传送顺序等方面遵守的规
则、标准或约定称为计算机网络通讯协议；同样计
算机网络通讯协议也含有三个要素。
(1)语义：协议的语义是指构成协议的元素的含义，
不同类型的协议元素组成了通讯双方通讯所表达的
70年代“存贮转发－分组交换”思想 ——出现分组交换数据网（PSDN） 冷战年代美国战略思想 ——兰德公司及其“残存－反击理论” 美国国防部高级研究计划局 ——DARPA（Defense Advanced Research Project Agency）及其ARPANET
计算机网络讲义
2013-7-24
“If I have been able to see farther than others, it was because I stood on the shoulders of giants.” ---- Sir Isaac Newton
2013-7-24
计算机网络讲义
第3页
北京航空航天大学软件学院
层次结构方法包括三个内容：分层及每层功能，服务 与层间接口，协议。
信息安全与保护课件(49PPT)浙教版(2019)高中信息技术必修2
个人信息泄露的渠道
广西一医护人员倒卖8万条婴儿信息被追责 2020年9月27日，广西南宁法院审理一起8万多条新生儿、产妇信息被倒卖的案 件，被告人利用在广西妇幼保健院工作的便利，在为新生儿办理出生证时，非法 下载新生儿和产妇的个人信息，总量达89904条 简历信息贩卖已形成一条灰色产业链 据报道，不少人在招聘平台上传 简 历 后就会收到骚扰电话，自己的个人简历 信息被招聘网站下载后转手卖掉，QQ等社交平台便是贩卖集中地。
2016年8月21日，徐玉玉伤心欲绝，郁结于心，最终导致心脏骤停，虽经 医院全力抢救，但仍不幸离世。
个人信息泄露的危害
徐玉玉通过电话那边联系到：需要打入9900元才能将账户激活，从来没 有做过类似事情的徐玉玉信以为真，于是便通过父母，以及自己多年来的积 蓄充足了9900元，最后将其转入之后，对方便是不见了踪影，电话也根本打 不通了。
知识产权
在信息技术领域，知识产权的保护主要指微电子设备、计算机设 备、通信设备等硬件设计制造以及软件的原创成果的保护。
计算机软件在开发之日起就受到法律保护。使用者应树立法制观 念，遵守法律规定，自觉使用正版，抵制盗版及未经授权的软件。未 经版权人允许，不得复制、修改、传播，更不能商业性转让、销售。
决问题的能力。负责、恰当地使用信息技术，承担起促进社会发展的责任。 （2）数字公民素养教育
开展相应的素养教育。迈克·瑞布在《学校中的数字公民教育》书中提 出了素养教育的九个要素，分为尊重、教育和保护三个维度。
Байду номын сангаас字公民
尊重：尊重自己/尊重他人 ——数字礼仪 ——数字准入 ——数字法律
数字公民教育
教育：教育自己/连接他人 ——数字通信 ——数字素养 ——数字商务
网络与信息安全 (第二版)
网络与信息安全
-
工作中怎样才能保守 公司的机密
目录
网络与信息安全
1
什么是信息安全
采取技术与管理措施保护信息资产，使之不因偶然或者恶意侵犯而遭受破 坏、更改及泄露，保证信息系统能够连续、可靠、正常地运行，使安全事
2
件对业务造成的影响减到最小，确保组织业务运行的连续性
3
什么是信息安全
采取技术与管理措施保护信息资产，使之不因偶然或者恶意侵犯而遭受破 坏、更改及泄露，保证信息系统能够连续、可靠、正常地运行，使安全事
网络与信息安全
2、 加强对员工的安全教育和培训，提高员工的安全意识和技能 3、 使用先进的安全技术和设备，例如防火墙、入侵检测、加密等措施，保护企业的数据安全 4、建立应急响应机制，及时处理安全事件，减少损失 在信息安全方面，预防胜于治疗。只有每个人都重视信息安全，加强安全意识和措施，才能有效地保护 数据安全，减少信息安全风险 公司员工防止电信诈骗 1、什么是电信诈骗 电信诈骗是指不法分子通过电话、网络和短信方式，编造虚假信息,设置骗局,对受害人实施远程、非接 触式诈骗，诱使受害人给不法分子打款或转账的犯罪行为。电信诈骗手段翻新速度很快。有的时候一、 两个月就能产生新的骗术，令人防不胜防，严重扰乱了人民群众的正常工作、生产秩序
网络与信息安全
日常工作中该如何有效防范敏感信息泄漏？
个人防止信息泄露的措施 1、建立一个安全意识，了解信息安全的重要性 2、使用强密码，定期更换密码，不要使用易被猜测的密码 3、不要点击来自陌生人或不可信来源的链接或文件，以免下载恶意软件或病毒 4、定期备份重要数据，以防止数据损失 5、严格遵守公司的安全政策和操作规定，不要随意传播公司机密信息，避免因个人行为 引发安全事件 企业加强信息安全措施 1、 建立完善的信息安全管理制度和安全政策，并定期检查和更新。其次，
-
工作中怎样才能保守 公司的机密
目录
网络与信息安全
1
什么是信息安全
采取技术与管理措施保护信息资产，使之不因偶然或者恶意侵犯而遭受破 坏、更改及泄露，保证信息系统能够连续、可靠、正常地运行，使安全事
2
件对业务造成的影响减到最小，确保组织业务运行的连续性
3
什么是信息安全
采取技术与管理措施保护信息资产，使之不因偶然或者恶意侵犯而遭受破 坏、更改及泄露，保证信息系统能够连续、可靠、正常地运行，使安全事
网络与信息安全
2、 加强对员工的安全教育和培训，提高员工的安全意识和技能 3、 使用先进的安全技术和设备，例如防火墙、入侵检测、加密等措施，保护企业的数据安全 4、建立应急响应机制，及时处理安全事件，减少损失 在信息安全方面，预防胜于治疗。只有每个人都重视信息安全，加强安全意识和措施，才能有效地保护 数据安全，减少信息安全风险 公司员工防止电信诈骗 1、什么是电信诈骗 电信诈骗是指不法分子通过电话、网络和短信方式，编造虚假信息,设置骗局,对受害人实施远程、非接 触式诈骗，诱使受害人给不法分子打款或转账的犯罪行为。电信诈骗手段翻新速度很快。有的时候一、 两个月就能产生新的骗术，令人防不胜防，严重扰乱了人民群众的正常工作、生产秩序
网络与信息安全
日常工作中该如何有效防范敏感信息泄漏？
个人防止信息泄露的措施 1、建立一个安全意识，了解信息安全的重要性 2、使用强密码，定期更换密码，不要使用易被猜测的密码 3、不要点击来自陌生人或不可信来源的链接或文件，以免下载恶意软件或病毒 4、定期备份重要数据，以防止数据损失 5、严格遵守公司的安全政策和操作规定，不要随意传播公司机密信息，避免因个人行为 引发安全事件 企业加强信息安全措施 1、 建立完善的信息安全管理制度和安全政策，并定期检查和更新。其次，
网络信息安全基础课件(第二章)
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2.2.2 数据加密算法
数据加密算法有很多种，按照发展进程可分 为：古典密码、对称密钥密码和公开密钥密码阶 段，古典密码算法包括替代加密、置换加密；对 称加密算法包括DES和AES；非对称加密算法包 括RSA、背包密码、McEliece密码、Rabin、椭圆 曲线、EIGamalD_H等。目前在数据通信中使用最 广泛的算法有DES算法、RSA算法和PGP算法等。
• 模拟型密码 • 数字型密码
5，按编制原理划分
可分为移位、代替和置换三种以及它们的组合形式。
整理ppt
15
2.2 数据加密
2.2.1 数据加密技术 2.2.2 数据加密算法
整理ppt
16
数据加密过程就是通过加密系统把原始的数字信 息(明文)，按照加密算法变换成与明文完全不同的数字
信息(密文)的过程，如图所示。
整理ppt
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2.4 加密技术的应用
2.4.1 在电子商务方面的应用 2.4.2 加密技术在VPN中的应用
整理ppt
24
2.4.1 在电子商务方面的应用
电子商务（E-Business）使顾客可以在网上进 行各种商务活动，而不必担心自己的信用卡会被 人盗用。过去，用户为了防止信用卡的号码被窃 取，一般是通过电话订货，然后使用用户的信用 卡进行付款。现在人们开始用RSA（一种公开/私 有密钥）的加密技术，提高信用卡交易的安全性， 从而使电子商务走向实用成为可能。
整理ppt
22
2.3.2 量子加密技术的研究
量子技术在密码学上的应用分为两类： 一，是利用量子计算机对传统密码体制的分析； 二，是利用单光子的测不准原理在光纤一级实现 密钥管理和信息加密，即量子密码学。量子计算 机是一种传统意义上的超大规模并行计算系统， 利用量子计算机可以在几秒钟内分解RSA129的公 钥。
第10章 网络安全2
不可否认：用户在系统进行某项运作后，若事后能提
出证明，而无法加以否认，便具备不可否认 性。因为在系统运作时必须拥有权限，不可否 认性通常架构在“授权”机制之上。
四川托普信息技术职业学院 计算机科学与技术系 2005年11月
《计算机网络技术基础》课件
10.2 网络防火墙技术
10.2.1 防火墙的基本原理 1.防火墙技术 包过滤 包过滤技术是一种简单、有效的安全控制技术，它通过在 网络间相互连接的设备上加载允许、禁止来自某些特定的
1024号以上的端口，使得安全性得到进一步地 提高。
四川托普信息技术职业学院 计算机科学与技术系 2005年11月
《计算机网络技术基础》课件
2. 防火墙的工作原理
(1)包过滤防火墙
包过滤防火墙一般在路由器上实现，用以过滤用户定 义的内容，如IP地址。 工作原理：系统在网络层检查数据包，与应用层无关。 这样系统就具有很好的传输性能，可扩展能力强。
这种防火墙摒弃了简单包过滤防火墙仅仅考察进出网 络的数据包，不关心数据包状态的缺点，在防火墙的核心 部分建立状态连接表，维护了连接，将进出网络的数据当 成一个个的事件来处理。
可以这样说，状态检测包过滤防火墙规范了网络层和 传输层行为，而应用代理型防火墙则是规范了特定的应用 协议上的行为。
四川托普信息技术职业学院 计算机科学与技术系 2005年11月
《计算机网络技术基础》课件
21世纪全国高职高专
计算机系列实用规划教材
计算机网络技术基础
主 编： 副主编： 杨瑞良 邱05年11月
《计算机网络技术基础》课件
第10章 网络安全
2005.10
四川托普信息技术职业学院 计算机科学与技术系 2005年11月
信息安全概论第2章密码学基础2
密码学的基本概念
n 密码系统（密码体制）由5部分组成：
明文空间 全体明文的集合 M
解密算法 一组由C到M D 的解密变换
密文空间 全体密文的集合 C
密钥空间 全体密钥的集合 K
加密算法 E
一组由M到C的加密变换
信息安全概论第2章密码学基础2
加密: C = E(M,Ke)
Ke
M
E
C
解密: M = D(C, Kd)
两次世界大战促进了密码学发展
二战中美国陆军和海军使用的条形密 码设备M-138-T4。
Kryha密码机大约在1926年由 Alexander vo Kryha发明。
信息安全概论第2章密码学基础2
转轮密码机ENIGMA， 由Arthur Scherbius于 1919年发明
英国的TYPEX打字密码机， 是德国3轮ENIGMA的改 进型密码机。
信息安全概论第2章密码学基础2
经典加密学
n 替换密码 (substitution)
原理：将原始消息中的字母用另一个字母或符号代替。 应用：20世纪前半叶，外交通信。
置换（排列）密码 (transposition/permutation)
原理：将原始消息中的字母重新排列。 应用：20世纪前半叶，外交通信。
信息安全概论第2章密码学基础2
经典加密学
n 严格来说，隐蔽通道和隐写术这两种技术并不是 加密，而是隐藏。
n 同加密相比，隐蔽通道和隐写术有一些缺点，它 需要许多额外的付出来隐蔽相对较少的信息。尽 管采用一些上述的方案也许有效，但是一旦被破 解，整个方案就毫无价值了。
n 它的优点是可以应用于通信双方宁愿他们的秘密 通信被发现而不愿其中的重要内容丢失的情况。
网络和信息安全第2章 网络信息安全理论基础
代替出的密码也不同。 e.g.同余密码（加同余、乘同余、线性同余）
随机替代、密钥词组、多表组合
2019/11/23
24
* 一般单码替换密码 ♦ 简单的方法给出密钥 ♦ 写出密钥（删除重复字母） ♦ 在其下面依次写出剩余字母
（以横、纵行） ♦ 按列读取字母得到密文。
2019/11/23
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一般单码替换密码举例 ♦ 给定密钥字"STARWARS" ♦ 去掉重复字母得到"STARW" ♦ 填写剩余字母： STARW BCDEF GHIJK LMNOP QUVXY Z ♦ 按列读取字母得到密文 ♦ Plain: ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ ♦ Cipher: SBGLQZTCHMUADINVREJOXWFKPY ♦ 可以用这个密钥加密、解密 ♦ 例如Plaintext: I KNOW ONLY THAT I KNOW NOTHING 2♦019C/1i1p/23hertext: H UINF NIAP OCSO H UINF INOCHIT26
2019/11/23
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二、古典密码
1）代替密码（替换密码）
可分为单表密码、多表密码 单表密码：将明文中的字母或符号用另一种字母或符号来代替， 这种代替是一一对应的。
明文与密文之间只有一种对应关系。 多表密码：代替不是一一对应的。
代替规律不同，密码体制也不同。 代替规律相同，明密文间字母对应关系不同，
防止消息被窜改、删除、重放和伪造的一种有效方法,使发送 的消息具有被验证的能力，使接收者或第三者能够识别和确认消 息的真伪。实现这类功能的密码系统称作认证系统
保密性
保密性是使截获者在不知密钥条件下不能解读密文的内容。
随机替代、密钥词组、多表组合
2019/11/23
24
* 一般单码替换密码 ♦ 简单的方法给出密钥 ♦ 写出密钥（删除重复字母） ♦ 在其下面依次写出剩余字母
（以横、纵行） ♦ 按列读取字母得到密文。
2019/11/23
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一般单码替换密码举例 ♦ 给定密钥字"STARWARS" ♦ 去掉重复字母得到"STARW" ♦ 填写剩余字母： STARW BCDEF GHIJK LMNOP QUVXY Z ♦ 按列读取字母得到密文 ♦ Plain: ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ ♦ Cipher: SBGLQZTCHMUADINVREJOXWFKPY ♦ 可以用这个密钥加密、解密 ♦ 例如Plaintext: I KNOW ONLY THAT I KNOW NOTHING 2♦019C/1i1p/23hertext: H UINF NIAP OCSO H UINF INOCHIT26
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二、古典密码
1）代替密码（替换密码）
可分为单表密码、多表密码 单表密码：将明文中的字母或符号用另一种字母或符号来代替， 这种代替是一一对应的。
明文与密文之间只有一种对应关系。 多表密码：代替不是一一对应的。
代替规律不同，密码体制也不同。 代替规律相同，明密文间字母对应关系不同，
防止消息被窜改、删除、重放和伪造的一种有效方法,使发送 的消息具有被验证的能力，使接收者或第三者能够识别和确认消 息的真伪。实现这类功能的密码系统称作认证系统
保密性
保密性是使截获者在不知密钥条件下不能解读密文的内容。
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2013-7-24
计算机网络讲义
第26页
传输媒体
北京航空航天大学软件学院
●无线介质 使用电磁波或光波携带信息 无需物理连接 适用于长距离或不便布线的场合 易受干扰 保密性差
2013-7-24
计算机网络讲义
第27页
传输媒体
北京航空航天大学软件学院
无线电
基站覆盖的无线电区域 固定终端点（基站）和 终端之间是无线链路
北京航空航天大学软件学院
基本概念
信源：产生要传输数据的设备； 信宿：从接收器获取传送来的信息的设备： 调制、解调
将数字数据转换为模拟信号的过程称之为调制；有 调幅、调频、调相三种基本方式。 将模拟信号转换为数字数据的过程称之为解调；
2013-7-24
计算机网络讲义
第6页
基本概念－通讯系统基础
2013-7-24 计算机网络讲义 第12页
传输媒体
北京航空航天大学软件学院
传输媒体(介质)
磁介质
高带宽、低费用、高延时（小时） 例：7GB/8mm，1000盘/50*50*50cm，24h可送到任何地方。 总容量=7*1000*8Gbits，总时间=24*60*60=86400s 传送速率=56000Gb/86400s=648Mb/s
直通线：两头都按T568B线序标准连接。 交叉线：一头按T568A线序连接，一头按 T568B线序连接。
2013-7-24 计算机网络讲义 第17页
传输媒体
北京航空航天大学软件学院
●同轴电缆
基带同轴电缆
一条电缆只用于一个信道，50， 用于数字传输
宽带同轴电缆
铜芯 绝缘层 外导体 屏蔽层
一条电缆同时传输不同频率的多路 模拟信号，75 ，用于模拟传输， 300—450MHz，100km，需要放 大器
BS
F2
BS
F3 F1 F2 F3
F1 F3 F1
F2 F1 F2
基站 用户计算机和终端
F3 F2
F1, F2, F3 = 使用的频率
2013-7-24
计算机网络讲义
第28页
传输媒体
北京航空航天大学软件学院
地球同步卫星
与地面站相对固定位置 使用3个卫星覆盖全球 传输延迟时间长
22,300 公里
地球
10
例：信道带宽W=3KHz，信噪比为30dB，则 C=3000*log2(1+1000) ≈30Kbps
2013-7-24 计算机网络讲义 第10页
基本概念－两个公式
北京航空航天大学软件学院
Nyquist公式和Shannel公式的比较
● C = 2W log2M
此公式说明数据传输率C随信号编码级数增加而 增加。
基本概念－两个公式
北京航空航天大学软件学院
非理想信道传输率计算公式 －香农(Shannel)公式
W log2 (1+ S ) C= N S/NdB 信噪比（dB分贝）的定义
C = 传输率，单位b/s
W = 带宽，单位Hz
S/NdB = 10 log10 S/N
S 10 S 即： N
N dB
北京航空航天大学软件学院
物理层的主要任务
将原始的bit流从一台机器上传输到另一 台机器上 确定与传输媒体的接口特性
机械特性 电气特性 功能特性 规程特性
计算机网络讲义 第3页
2013-7-24
北京航空航天大学软件学院
基本概念
信道(Channel) ：向某一个方向传输信息的媒体。 信号（Signal） ：数据的电气的或者电磁的表现。 带宽：带宽通常指信号所占据的频带宽度；在被用来描 述信道时，带宽是指能够有效通过该信道的信号的最 大频带宽度。对于模拟信号而言，带宽又称为频宽， 以赫兹（Hz）为单位。 码元(Code Cell)：时间轴上的一个信号编码单元 波特（Baud）：码元传输速率的单位 比特率(Bit Rate)：数据传输速率 (bps，b/s)
铜屏蔽
外套
2013-7-24
计算机网络讲义
第14页
传输媒体
北京航空航天大学软件学院
屏蔽双绞线(STP)&非屏蔽双绞线(UTP)
以铝箔屏蔽以减少 干扰和串音 3类、5类、6类
（16M、155M、1200M）
双绞线外没有任何附 加屏蔽
2013-7-24
计算机网络讲义
第15页
北京航空航天大学软件学院
双绞线的制作
计算机网络讲义
第23页
传输媒体
单芯光缆
玻璃封套 塑料外套
北京航空航天大学软件学院
玻璃内芯
多芯光缆
外壳
塑料外套
玻璃内芯
玻璃封套
常见规格：玻璃内芯——50um缓变型MMF 62.5um缓变/增强型MMF 8.3um突变型SMF 玻璃包层——125um
2013-7-24
计算机网络讲义
第24页
传输媒体
北京航空航天大学软件学院
Nyquist公式为估算已知带宽信道的最高速率提供了依据。
2013-7-24 计算机网络讲义 第8页
基本概念－两个公式
北京航空航天大学软件学院
实际的信道上存在三类损耗：衰减、延迟、噪声。 a）衰减
信道的损耗引起信号强度减弱，导致信噪比S/N降低。
b）延迟
信号中的各种频率成分在信道上的延迟时间各不相同， 在接收端会产生信号畸变。
安装方便（收发器、收发器电缆、Terminator） 抗干扰能力强 距离中等 可靠性好
2013-7-24
计算机网络讲义
第19页
传输媒体
Hale Waihona Puke 北京航空航天大学软件学院光纤
依靠光波承载信息 速率高，通信容量大
仅受光电转换器件的限制（＞100Gb/s）
传输损耗小，适合长距离传输 抗干扰性能极好，保密性好 轻便
保护套
2013-7-24
计算机网络讲义
第18页
传输媒体
北京航空航天大学软件学院
细同轴
--50 ，D=1.02cm，10Mbps --185m、4中继、5段（925m） --优缺点：价格低
安装方便（T型连接器、BNC接头、Terminator） 抗干扰能力强 距离短 可靠性差
粗同轴
--50 ，D=2.54cm，10Mbps --500m、4中继、5段（2500m） --优缺点：价格稍高
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计算机网络讲义
第20页
传输媒体
北京航空航天大学软件学院
光纤传输原理——利用了光的反射
光从一种介质入射到另一种介质时会产生折射。
折射量取决于两种介质的折射率。当入射角≥临界值 时产生全反射，不会泄漏。 光纤：纤芯-折射率高、玻璃包层-折射率低 亮度调制，有脉冲-1，无脉冲-0 光传输系统：光源、介质、光检测器 光源: 850nm/1300nm/1500nm 发光二极管 / 激光二极管 介质: 光纤 光检测器: 光电二极管PIN/雪崩二极管APD 单向传输，双向需两根光纤
●高密度多芯光缆剖面结构
加强芯
外套 外鞘
光纤
加强芯
封套 芯
光纤束
2013-7-24
计算机网络讲义
第25页
传输媒体
北京航空航天大学软件学院
光纤目前数据传输的性能：
FDDI当时规定的传输速率为100Mb/s，目前以上升到
1000Mb/s、10Gb/s 它的段长的最大距离目前可达到200Km，甚至还可以再长， 这主要取决与光缆终端设备（光纤收发器）。 它的最大段数目前可达一千多段（无限）
2013-7-24
计算机网络讲义
第4页
基本概念－通讯系统基础 ●通信系统模型
北京航空航天大学软件学院
通信的三个要素：信源、信宿和信道 任何一个通信系统都可以抽象为以下模型：
信源 编码 调制 信道 解调 解码 信宿
噪声
编码器：数据适合传输的信号——便于识别、纠错 调制器：信号适合传输的形式——按频率、幅度、相位 解码器：传输信号原始数据 解调器：接收波形数字信号序列 计算机网络讲义 2013-7-24 第5页
金属导体
双绞线、 同轴电缆(粗、细)
光纤 无线介质
无线电、短波、微波、卫星、光波
2013-7-24 计算机网络讲义 第13页
传输媒体
北京航空航天大学软件学院
●双绞线
内导体芯线
绝缘 箔屏蔽
--螺旋绞合的双导线，≈1mm --每根4对、25对、1800对 --典型连接距离100m（LAN） --RJ45插座、插头 --优缺点： 成本低 密度高、节省空间 安装容易（综合布线系统） 平衡传输（高速率） 抗干扰性一般 连接距离较短
北京航空航天大学软件学院
物理层
北航软件学院 王海泉 whq@
2013-7-24
计算机网络讲义
1
北京航空航天大学软件学院
主要内容
基本概念 • 物理层的任务 • 通讯系统基础 • 两个公式 传输媒体 物理设备
2013-7-24 计算机网络讲义 第2页
● C = W log2(1+S/N)
无论采样频率多高，信号编码分多少级，此公式 给出了信道能达到的最高传输速率。
原因：噪声的存在将使编码级数不可能无限 增加。
2013-7-24 计算机网络讲义 第11页
北京航空航天大学软件学院
本章重点
基本概念 1. 物理层的任务 2. 通讯系统基础 3. 两个公式 传输媒体 物理设备
北京航空航天大学软件学院
信息通过通信系统传输
信息→数据→信号→在介质上传输→信号→数据→信息 通信系统的任务
把携带信息的数据用物理信号形式通过介质 传送到目的地。