第01章 网络信息安全与保密

总结：确保在开放互联的计算机网络系统中的信 息内容，在传输、交换和存储各个环节，处于 动态和静态过程中的机密性、完整性、可用性、 可审查性和不可抵赖性。
威胁
攻击模式
– – – – 中断 截获 篡改 伪造 被动攻击（偷听或监视 ）
析出消息 通信量分析 伪装 重放 篡改消息 拒绝服务
(b)中断
信息源 (a)正常
脆弱点-软件漏洞
操作系统的安全漏洞与防范
– – – – 输入/输出（I/0）非法访问 访问控制的混乱 不完全的中介 操作系统陷门
数据库的安全漏洞与防范 TCP/IP协议的安全漏洞与防范 网络软件与网络服务的漏洞
– – – – Finger的漏洞 匿名FTP 远程登录 电子邮件
口令设置的漏洞
脆弱点-结构隐患
考试 平时成绩15＋闭卷考试85＝期末成绩
本课程概要
常规加密的经典技术 常规加密的现代技术 数论入门 公钥加密 鉴别和散到函数 数字签名与鉴别协议 鉴别应用程序 电子邮件的安全性 IP安全性 安全性 Web的安全性 的安全性 入侵者、 入侵者、病毒与蠕虫 防火墙
网络信息安全与保密的内涵
– – – – – 攻击 威胁 脆弱点 威胁＋脆弱点＝风险 控制
控制是一些动作、装置、程序或技术，它能消除或减少脆 弱点。
网络信息安全与保密的技术特征
1. 2. 3. 4. 5. 6. 可靠性 可用性 保密性 完整性 不可抵赖性 可控性
网络信息安全与保密的技术特征
1. 可靠性 R＝MTBF/（MTBF+MTTR）
信息 目的地
(c)截获
(d)篡改
(e)伪造
攻击分类
–
被动威胁
截获(秘密)
–
主动攻击
析出消息内容
通信分析
主动威胁
中断(可用性)
篡改(完整性)
伪造(真实性)
威胁－恶意攻击
代表性的恶意攻击
– – – – – – – – – – – 信息战 商业间谍 窃听 流量分析 破坏完整性 重发 假冒 拒绝服务 资源的非授权使用 干扰 病毒
OSI安全服务 OSI安全服务
– – – 对等实体鉴别服务 访问控制服务 数据保密服务
连接保密 无连接保密 选择字段保密 信息流安全 可恢复的连接完整性 无恢复的连接完整性 选择字段的连接完整性 无连接完整性 选择字段无连接完整性
– –
数据源鉴别服务 禁止否认服务
不得否认发送 不得否认接收
网络拓扑结构的安全缺陷 网络硬件的安全缺陷
– – 网桥的安全隐患 路由器的安全隐患
网络安全模型
可信任的第三者 (例如，秘密信息的 仲裁者、发布者) 责任者 消息 秘密 信息 安全性 相关的变换 安全性 相关的变换 信息通道 责任者 消息 秘密 信息
对手
提供安全性的安全技术
– 对将被发送的信息进行安全性相关的变换，包括消息的加密，通过加密搅 乱了该消息，使对手不可读；增加基于该消息内容的代码，使之能够用于 证实发送者的身份。 – 由两个责任者共享的某些秘密信息，希望不为对手所知。
网络信息安全与保密是一个关系国家安全和 主权、社会的稳定、民族文化的继承和发扬 的重要问题。 网络信息安全与保密是一个涉及计算机科学、 网络技术、通信技术、密码技术、信息安全 技术、应用数学、数论、信息论等多种学科 的边缘性综合学科。
计算机网络安全概述
“安全”意味着什么？
– 保护有价值的资源
计算机网络安全
计算机学院网络与信息安全系 崔 鸿
参考资料
1．《信息安全原理与应用》，[美]Charles P. Pfleeger著，李 ． 信息安全原理与应用》 美 著 毅超等译，电子工业出版社出版， 毅超等译，电子工业出版社出版，2004年 年 2．《信息系统安全导论》，方勇等编著，电子工业出版社出 ． 信息系统安全导论》 方勇等编著， 版，2003年 年 3 ． 《 应 用 密 码学 —— 协 议 、 算 法与 C 源 程 序 》 ， [ 美 ]Bruce 应用 法与 程序 Schneier著，吴世雄等译，机械工业出版社出版，2000年 著 吴世雄等译，机械工业出版社出版， 年 4 ． 《 IPSec—— 新 一 代 因 特 网 安 全 标 准 》 ， [ 美 ] Naganand Doraswamy等著 ， 京京工作室译 ， 机械工业出版社出版 ， 等著， 等著 京京工作室译， 机械工业出版社出版， 2000年 年 5．《公开密钥基础设施 概念、标准和实施》，[美]Carlisle 概念、 ． 公开密钥基础设施——概念 标准和实施》 美 Adams等著，冯登国等译，人民邮电出版社出版，2001年 等著， 等著 冯登国等译，人民邮电出版社出版， 年 6．《安全电子交易》，[美]LarryLoeb著，杨义先等译，人民 ． 安全电子交易》 美 著 杨义先等译， 邮电出版社出版， 邮电出版社出版，2001年 年 7．《公钥基础设施 与认证机构CA》 关振胜编著， ． 公钥基础设施PKI与认证机构 》，关振胜编著，电子 与认证机构 工业出版社出版，2002年 工业出版社出版， 年
数据单元的完整性
– 发送实体 – 接收实体
– – –
业务流量填充机制 路由控制机制 公证机制
数据单元序列的完整性
– 防止假冒、丢失、重发、 防止假冒、丢失、重发、 插入或修改数据。 插入或修改数据。
网络信息安全的实现
措施
–先进的技术是网络安全与保密的根本保证 –严格的安全管理 –国家和行业部门制定严格的法律、法规
威胁-恶意攻击
特性
– – – – 智能性 从事恶意攻击的人员大都具有相当高的专业技术和熟 练的操作技能。 严重性 涉及到金融资产的网络信息系统恶意攻击，往往会由 于资金损失巨大，而使金融机构和企业蒙受重大损失，甚至使 其破产。 隐蔽性 人为恶意攻击的隐蔽性很强，不易引起怀疑，作案的 技术难度大。 多样性 随着计算机互连网的迅速发展，网络信息系统中的恶 意攻击也随之发展变化。
脆弱点－安全缺陷
普遍存在的安全缺陷
– – – – 网络的规模 电磁辐射和电磁泄漏 搭线 串音 技术被动性引起的安全缺陷 人员素质问题引起的安全缺陷 缺乏系统的安全标准所引起的安全缺陷
中国特色的安全缺陷
– – –
脆弱点-软件漏洞
陷门与防范 陷门是一个程序模块的秘密未记入文档的人口。
– – – – – 逻辑炸弹 遥控旁路 远程维护 非法通信 贪婪程序
方法
–重视安全检测与评估 –建立完善的安全体系结构 –制定严格的安全管理措施 –强化安全标准
建立完善的安全体系结构
–
网络信息安全系统的设计和实现
安全体制
安全算法库：私钥算法库、公钥算法库、Hash函数库、 安全算法库：私钥算法库、公钥算法库、Hash函数库、密钥 函数库 生成程序、随机数生成程序等安全处理算法； 生成程序、随机数生成程序等安全处理算法； 安全信息库：用户口令和密钥、安全管理参数及权限、 安全信息库：用户口令和密钥、安全管理参数及权限、系统当 前运行状态等安全信息； 前运行状态等安全信息； 用户接口界面包括：安全服务操作界面和安全信息管理界面等。 用户接口界面包括：安全服务操作界面和安全信息管理界面等。 安全协议：安全连接协议、身份验证协议、密钥分配协议等； 安全协议：安全连接协议、身份验证协议、密钥分配协议等； 网络通信接口模块根据安全协议实现安全连接。 网络通信接口模块根据安全协议实现安全连接。 网络安全管理系统。 网络安全管理系统。 网络安全支撑系统。 网络安全支撑系统。 网络安全传输系统。 网络安全传输系统。
可用性测度
– – – – – –
对可用性的其他要求
网络信息安全与保密的技术特征
3. 保密性
– – 网络信息不被泄露给非授权的用户、实体或过程，或供其利 用 。 是在可靠性和可用性基础之上，保障网络信息安全的重要手 段。 防侦收 防辐射 信息加密 物理保密
常用的保密技术
– – – –
网络信息安全与保密的技术特征
–
数据完整性服务
控制－ 控制－建立完善的安全体系结构
OSI安全机制 OSI安全机制
– – 加密机制 数字签名机制
否认 伪造 冒充 篡改
–
交换鉴别机制
口令 密码技术
– 时间标记和同步时钟 – 双方或三方“握手” 双方或三方“握手” – 数字签名和公证机构
– –
访问控制机制 数据完整性机制
网络信息安全与保密的层次结构
物理安全
– – – 自然灾害、物理损坏、设备故障等； 电磁辐射、乘机而入、痕迹泄露等； 操作失误、意外疏漏等。 操作系统的安全控制 网络接口模块的安全控制 网络互连设备的安全控制 安全机制 安全连接 安全协议 安全策略
安全控制
– – –
安全服务
– – – –
控制－ 控制－建立完善的安全体系结构
威胁-恶意攻击
人为威胁 通过攻击系统暴露的要害或弱点，使得网络信息的保密性、 完整性、可靠性、可控性、可用性等受到伤害，造成 不可估量的经济和政治上损失。
– – 无意威胁 有意威胁（恶意攻击）
威胁-恶意攻击
1. 获得对信息的未授权的访问（即违反秘密性）。 2． 假冒其他用户或转移职责（即责任），或使用他人的许可证来实现以下目的： a． 发出欺骗性信息； b． 篡改合法信息； c． 使用欺骗性标识来获取未授权访问； d． 欺骗性授权事务或背面签名。 3． 对欺诈者发出的信息抵赖职责或责任。 4． 声称已经从某些其他用户收到欺诈者产生的信息（即职责或责任的欺骗性归因）。 5． 声称已经发送给一个接收者（在特定的时间）尚没有发送的信息（或在不同的时间发送了该信 息）。 6． 对事实上已经接收到的信息进行抵赖，或宣称一个虚假的接收时间。 7． 扩大欺诈者的合法许可证的范围（对访问、来源、分布等）。 8． （未经授权）篡改他人的许可证（欺骗性地登记其他人的名字、限制或扩大现有许可证的范围 等）。 9． 在其他信息（公开的通信）中隐藏某些信息（隐蔽的通信）的存在。 10．将自身插入其他用户间的通信链路，作为一个活跃的（检测不到的）中继点。 11．知道谁访问哪些信息（源、文件等）以及何时进行访问，即使该信息本身保持隐蔽（例如，从通 信信道到数据库、软件等的一种一般性通信量分析）。 12．通过泄露信息（欺诈者利用协议的一些条款）使人们怀疑一个信息完整性协议。 13．使软件功能反常，典型的是增加一个转换功能。 14．通过引入不正确的信息使得其他人违反协议。 15．通过在系统中引入明显的故障来破坏对协议的信任。 16．妨碍其他用户间的通信，特别是暗中干涉，使授权的通信被认为是未授权的而被拒绝。