第14章 网络安全

14.4 防火墙


防火墙是一种用来加强网络之间访问控制的特殊网络 互联设备，它对网络之间传输的数据包和链接方式按 照一定的安全策略进行检查，以此决定网络之间的通 信是否被允许。 防火墙的功能主要有止的功能正好相反。
第 14 章 网络安全
本章讨论的主要问题是：
1. 什么是网络安全？常见的网络安全问题有哪些？ 2. 为了达到保护信息的目的，可以将信息进行加密，什么 是信息加密？具体加密过程是怎样？ 3. 计算机系统的安全性常常取决于系统能否正确识别用户 的身份，计算机系统如何对用户的身份进行确认和鉴别？ 4. 如何将安全问题阻挡在网络之外？如何检测网络系统是 否被入侵？
理论基础：将一个由两个大质数的乘积分解回來是个难解问题
RSA算法的工作原理 1的自然数中，除了1和此整数
除的数。 步骤2：计算z = (p - 1)×(q - 1) = 120 步骤3：选取一个与z互质的数e，如e = 7 步骤4：计算d，满足(e×d) mod z = 1，如d = 103 则 (n, e) 和 (n, d) 分别为公钥和私钥。
你不曾注意的office后门 1.快速插入一对大括号 将光标置于要插入大括号的地方，按ctrl+F9，就可以在插入点快速插入一对大括号，并且 •一句神奇的代码 是不是觉得微软公司可能有很多的后门留 3. 黑客。通过网络非法进入他人系统，截获或篡改计算机数 将输入光标置于大括号中。
在你的计算机上？ 据，危害信息安全的计算机入侵者或入侵行为。 2. F4键重复输入文字，表格，图形或者特殊符号等内容 •据说，连比尔盖茨都不知道为什么会这样 4. 漏洞和后门。 在word中刚输入文字，或插入表格，或复制图形后，按F4键即可重复输入文字，表格， •请在一个新开的word文件里面输入: 图形等内容，按多少次就重复输入多少次。特殊符号也可以这样处理 =rand(200,99) 漏洞。应用软件或操作系统软件在逻辑设计上的缺陷或错误， 3.在多个工作表中同时输入相同数据 然后回车看看会发生什么？ 被不法者利用，通过网络植入木马、病毒等方式来攻击或控 搞笑之余，是不是觉得微软 按住ctrl键，然后单击左下角的工作表名称以选定所有的工作表，这样所选择的工作表会 制整个电脑，窃取您电脑中的重要资料和信息，甚至破坏您 自动成为一个“成组工作表”。只要在任意一个工作表中输入数据，其他的工作表也会增 公司可能有很多的后门留在 加相同的数据内容。 的系统。 你的计算机上？
14.3 数字认证
14.3.1 身份认证
身份认证是一种使合法用户能够证明自己身份的方法， 是计算机系统安全保密防范最基本的措施。 有三种： （1）口令验证。一种常用的身份认证手段，缺点：口令泄 露。 （2）身份标识。用户携带用来进行身份认证的物理设备， 例如磁卡。 （3）生物特征标识。人类的某些生物特征具有很高的个体 性和防伪造性，如指纹、视网膜、耳廓等，世界上几乎没 有任何两个人是一样的，这种验证方法的可靠性和准确度 极高。
补充：病毒与木马



病毒。是制造者为了达到某些目的而进行的威慑和敲 诈勒索的作用,或为了炫耀自己的技术.。 木马。监视别人和盗窃别人密码、数据等, 以偷窥别人 隐私和得到经济利益。别有用心的开发者大量编写这 类带有偷窃和监视别人电脑的侵入性程序，这就是目 前网上大量木马泛滥成灾的原因。 木马是病毒的一类。鉴于木马的这些巨大危害性和它 与早期病毒的作用性质不一样, 虽然木马属于病毒,但单 独从病毒类型中剥离。独立的称之为“木马”程序。
非对称加密算法的运行过程： •李明生成一对密钥（K1和K2）。 •将公钥K1公布在网上；私钥K2李明留着。 •当我想给李明传送重要文件时，我可以用李明的公钥对 重要文件加密，之后这个密文就连我也无法解密了。这 个世界上只有拥有私钥的李明能解密。
非对称加密的算法原理
Rivest
Shamir
Adleman
结论

我们在进行加密和解密时使用的密钥必须是相 同的，例如在上例中，加密和解密都必须使用 相同的密钥“google”。所以这种加密算法就被 称为对称加密算法。
一分钟练习

在网络安全中，使用对称加密，信息的加密和 同一 解密使用_ _________密钥。
14.2.3 非对称加密
在非对称加密中，信息的加密和解密使用不同密钥，参 与加密过程的密钥公开，称为公钥，参与解密过程的密钥 为用户专用，称为私钥，两个密钥必须配对使用。
情景问题——互联网时代还有个人隐私吗？
毫不夸张地说，计算机已经威胁到我们的隐私，在我们不 知道也不愿意的情况下，企业和政府机构的数据库收集和 共享大量关于我们的个人信息，互联网检测软件可能记下 了我们在网上的活动，黑客可能窃取了我们的帐号和密码， 邮件传输系统可能阅读了我们的电子邮件，……
14.1 什么是网络安全
解决办法


我决定申请一个数字证书。流程如下： 登录当地的数字证书认证中心网站，填表->出示个人有效证件原件 和复印件->缴费->等待数字证书认证中心制作数字证书->领取数字 证书。 如果您的公司需要申请大量的数字证书，还可先取免费的试用版的 数字证书 我用我的私钥（一个USB设备，外形就像U盘）加密借条，再将密文发 给李明。李明收到密文，在数字证书认证中 心的网站上下载我的公钥， 然后使用我的公钥将密文解密，发现确实写的是“借纹银200两”，李 明就银子借给我，我也不会担心 李明会篡改我的借条，原因是： 1.防篡改。李明无法修改密文。李明倒是可修改解密后的借条，但 是李明没有我的私钥，没法模仿我对借条进行加密。 2.防抵赖。用我的私钥加密的借条，只有我的公钥可以解密。反过 来讲，能用我的公钥解密的借条，一定是使用我的私钥加密的，而只 有我才拥有我的私钥，这样李明就可以证明这个借条就是我写的。 3.法律效力。如果我赖着不还钱，李明可把我告上法庭，这个用我 的私钥加密过的Word文档就可以作证。因为我国已经出台了《中华人 民共和国电子签名法》，使数字签名具有了法律效力。
可用性-网络在遭受攻击时确保“授权用户”可用网络资源。
14.1.2 常见的网络安全问题
1. 病毒。人为蓄意制造的、以破坏为目的的程序，它寄生于 其他应用程序或系统的可执行部分，通过部分修改或移动程 序，将自我复制加入其中或占据宿主程序的部分而隐藏起来， 在一定条件下发作，破坏计算机系统。 2. 木马（全称为特洛伊木马）。执行某种功能的时进行秘密 破坏的一种程序。木马可以完成非授权用户无法完成的功能， 也可以破坏大量数据。
4.excel中隐藏行或列 后门。软件公司编程人员为了自便而设置。 按下组合键ctrl+9隐藏行，按下组合键ctrl+0隐藏列；如果要取消隐藏，只需同时按下 ctrl+shift+9或ctrl+shift+0 5. 内部威胁和无意破坏。多数威胁来自企业内部的蓄意攻击，
大部分计算机罪犯是那些能够进入计算机系统的职员。此外， 5.控制光标方向 在一个单元格中输完数据按enter键时，光标向下移动。其实，可改变指针移动的方向。 一些无意失误，如丢失密码、疏忽大意和非法操作等都可能 具体方法：执行“工具—选项”命令，切换之“编辑”选项卡，选中“按enter键后移动” 复选框，然后从旁边的下拉列表中选择希望移动的方向。 对网络造成极大的破坏。
14.2 信息加密
14.2.1 什么是信息加密
加密：使用数学方法来重新组织数据，使得除了合法的接 受者之外，其他任何人都不能恢复原先的信息。 明文：加密前的信息；密文：加密后的信息称为。 加密是将明文变成密文的过程，解密是将密文变成明文的 过程。 密钥。为了有效地控制加密和解密过程的实现，在处理过 程中要有通信双方掌握的专门信息的参与，这种专门的信 息称为密钥。


常用的非对称加密算法有RSA、背包算法等。
14.2.3 非对称加密
非对称加密算法的密钥不是1个，而是2个（一对），姑 且称它们为密钥K1和密钥K2。非对称加密算法的特点是， 如果用 密钥K1进行加密，则有且仅有密钥K2能进行解密；
举例：我要向李明发一个重要文件，又怕被他的朋友（电 脑高手）发现。 •用WinRAR对重要文件进行压缩，然后加上密码 “TswcbyyqjsjhfL” 注意：使用对称加密就很危险——因为在传送密文的同时， 还必须传送解密密钥。 我们需要一个与众不同的加密算法，一个不需要传递解 密密钥的加密算法，即非对称加密算法。
质数又称素数。指在一个大于
互质：两个正整数只有一个公 自身外，不能被其他自然数整 步骤1：取两个质数，如p = 11, q = 13，计算n = p×q = 143 约数1时,它们的关系叫做互质
例：设X要将信息s = 85传送给Y，Y的公钥是 (143, 7)， X计算加密后的信息值c = se mod n = 857 mod 143 = 123， 然后将c传送给Y， Y用私钥 (143, 103) 计算s = cd mod n = 123103 mod 143 = 85， 得到明文。

唉，这个月买了太多的书，到月底揭不开锅了。正巧在 QQ上遇到了李明： 我：“李明，我需要200两纹银，能否借给我？” 李明：“没问题。我这就给你转账。请给我一张借条。” 李明：“太谢谢了，我这就用Word写一个借条给你。”

我新建一个Word文档，写好借条，存盘。然后，然后 怎么办呢？我不能直接把借条发送给李明，原因有： 1. 我无法保证李明不会在收到借条后将“纹银200两” 改为“纹银2000两”。 2. 如果我赖账，李明无法证明这个借条就是我写的。 3. 普通的Word文档不能作为打官司的证据。

14.3.2 数字签名



手写签名有两个作用： 1. 自己的签名难以否认，从而确定已签署这一事实； 2. 因为签名不易伪造，从而确定了事务是真实的这一 事实。 数字签名与日常生活中的手写签名效果一样，它不但 能使信息接收者确认信息是否来自合法方，而且可以为 仲裁者提供信息发送者对信息签名的证据。 数字签名主要通过加密算法和证实协议实现。