信息安全概论实验(6次)

实验1 密码学实验实验目的1）编程实现常见古典密码算法，加深对古典密码的理解；2）掌握加密算法设计原则；3）掌握对古典密码的攻击方法。

实验设备与环境若干安装Windows的PC，安装Java或C++或C#编程开发环境。

实验环境的拓扑结构图如下：实验内容与步骤1）编程实现凯撒密码，输入任意明文，观察明密文关系。

c=E(k，m)=(m + k) mod 262）编程实现单表代换密码；输入任意明文，观察明密文关系。

3）编程实现Hill密码；输入任意明文，观察明密文关系。

Hill密码的加密算法将m个连续的明文字母替换成m个密文字母，这是由m个线性方程决定的，在方程中每个字母被指定为一个数值(a=0，b=1，…，z=25)。

该密码体制可以描述为:C=KP mod 26其中C和P是列向量，分别代表密文和明文，K是一个方阵，代表加密密钥。

运算按模26执行。

4）编程实现Playfair密码；输入任意明文，观察明密文关系。

Playfair算法基于一个由密钥词构成的5 x 5字母矩阵。

填充矩阵的方法是：首先将密钥词(去掉重复字母)从左至右、从上至下填在矩阵格子中；然后将字母表中除密钥词字母以外的字母按顺序从左至右、从上至下填在矩阵剩下的格子里。

对明文按如下规则一次加密两个字母:①如果该字母对的两个字母是相同的。

那么在它们之间加一个填充字母，比如x。

例如balloon先把它变成ba lx lo on这样四个字母对。

②落在矩阵同一行的明文字母对中的字母由其右边的字母来代换，每行中最右边的一个字母用该行中最左边的第一个字母来代换，比如ar变成RM。

③落在矩阵同一列的明文字母对中的字母由其下面的字母来代换，每列中最下面的一个字母用该列中最上面的第一个字母来代换，比如mu变成CM。

④其他的每组明文字母对中的字母按如下方式代换:该字母的所在行为密文所在的行，另一字母的所在列为密文所在列。

比如hs变成BP，ea变成IM或(JM)。

分析与思考1）为什么说一次一密是无条件安全的？2）为什么简单的置换和代换仍然应用在现代密码中？3）明文统计特性如何应用在攻击中？实验报告请附关键代码。

实验2 操作系统安全实验实验目的1）掌握Windows系统安全配置方法；2）了解Windows系统可能存在的安全漏洞与威胁；3）理解主机安全的重要性。

实验设备与环境若干运行Windows操作系统的主机，安装微软基准安全分析器（Microsoft baseline security analyzer，MBSA）。

实验内容与步骤1）账户和密码安全设置①在“控制面板”→“用户账户”中，删除默认的管理员用户，创建新的管理员权限用户；②“控制面板”→“管理工具”→“本地安全策略”→“帐号策略”→“密码策略”中，设置密码策略、账户锁定策略；③运行syskey命令，在弹出的对话框中，设置启动密码。

2）目录和文件安全设置①输入“congvert volume /FS：NTFS“，其中volume代表驱动器号，将选定的分区转换为NTFS格式；②测试NTFS文件格式加密。

打开文件属性窗口，选择“高级“按钮，选择加密。

3）开启审核策略和查看事件日志①“控制面板”→“管理工具”→“本地安全策略”→“本地策略”→“审核策略”，开启审核策略；②双击某项策略，可以进行更改；③查看时间日志，“控制面板”→“管理工具”→“事件查看器”，查看策略开启的审核结果。

4）利用组编辑器增加IE安全性①输入gpedit.msc命令，启动组策略编辑器；②选择“计算机配置”→“管理模版”→“Windows组件”→Internet Explorer；③配置IE浏览器。

5）启动安全模版①“开始”→“运行”，在“打开”拦住输入mmc，打开控制台窗口，在文件菜单下选择“添加/删除管理单元”命令，单击“添加”按钮，在弹出窗口中选择“安全模版”和“安全配置分析”，确定并关闭；②导入安全模版，建立安全数据库。

6）利用MBSA检查和配置系统安全①启动MBSA；②自定义扫描细节；③开始扫描，并查看安全报告。

7）禁用远程桌面①输入gpedit.msc命令，启动组策略编辑器；②选择“计算机配置”→“管理模版”→“系统”→“远程协助”，选择“已禁用”；③关闭组策略管理单元。

8）关闭Messenger服务“控制面板”→“管理工具”→“服务”，关闭Messenger服务。

分析与思考4）操作系统的安全功能有哪些？5）操作系统的安全设计原则有哪些？6）NTFS文件系统的特点有哪些？实验3 网络监听与扫描实验实验目的1）熟悉网络监听原理与技术；2）熟悉Sniffer Pro的使用，加深对TCP/IP协议的理解。

实验设备与环境一个星型结构的局域网，用交换机互联，并通过路由器连接到Internet。

所有机器操作系统为Windows，其中一台安装Sniffer Pro软件，记为S。

实验环境拓扑结构如下图：Sniffer Proinstalled实验内容与步骤1）在主机S上安装Sniffer Pro软件。

2）了解Sniffer Pro常用功能①使用Sniffer Pro的可视化网络性能监视器Dashboard（仪表盘）监视实时网络通信流量。

②使用Hosts List（主机列表）监听所有主机与网络的通信情况，包括每台主机连接的地址、运行的协议。

3）使用Sniffer Pro捕获HTTP协议数据包中的帐号密码信息①设置规则：在S主机上运行Sniffer Pro，从主菜单选择Capture-->Define Filter命令，在弹出的对话框中，设置地址、数据模式、协议、数据包类型等选项；②捕获数据包：从主菜单选择Capture-->Start命令，Sniffer Pro开始监听制定地址的主机的HTTP协议数据包；③通过HTTP协议访问Web：在监听目标主机上访问网站，输入用户名和密码；④查看结果：在S主机的Sniffer Pro查看结果。

分析与思考1）在一台主机上安装防火墙，另一台主机安装嗅探器，看能否接收到信息。

2）根据网络监听的原理，讨论针对网络监听的对抗措施。

3）用一台主机监听另一台主机登录ftp服务器的操作，记录用户名和密码。

实验4 剖析特洛伊木马实验目的1）熟悉远程控制软件和木马的工作原理；2）熟悉远程控制和木马软件的使用；3）学会分析和查找系统中隐藏的木马软件。

实验设备与环境若干安装Windows操作系统的PC，其中一台A安装了冰河服务器，另一台B安装冰河客户端。

实验环境拓扑结构如实验一。

实验内容与步骤1）在主机A上安装冰河服务器端（被控制端）软件。

2）在主机B上安装冰河客户端（控制端）软件。

3）冰河客户端配置。

①点击“设置”->“配置服务器程序”菜单选项对服务器进行配置；②添加需要控制的受控端计算机；可以通过受控端的IP地址，也可以采用自动搜索的方式添加受控端计算机。

4）利用客户端远程控制服务器端。

①浏览受控端计算机中的文件系统；②对受控端计算机中的文件进行复制与粘贴操作；③在主控端计算机上观看受控端计算机的屏幕；④对受控端计算机进行控制，就好像在本地机进行操作一样；⑤通过冰河信使功能和受控端进行聊天。

分析与思考1）木马的工作模式是什么？2）木马的常用传播途径有哪些？3）如何预防木马？实验5 使用PGP实现电子邮件安全实验目的1）掌握电子邮件协议和报文格式；2）掌握Windows平台下MDaemon邮件服务的安全配置；3）掌握PGP工作原理，能够使用PGP对邮件加密和签名。

实验设备与环境若干PC，其中一台安装MDaemon邮件服务器程序，其余安装Windows操作系统，并安装PGP软件。

实验环境拓扑结构如实验一。

实验内容与步骤1）在Windows上安装MDaemon邮件服务器程序。

2）MDaemon邮件服务器程序的安全配置：单击菜单栏的“安全”命令，在弹出的对话框中设置。

3）PGP邮件签名和加密。

①安装PGP；②生成公私钥对；③导出密钥；④导入他人公钥；⑤测试邮件加密和签名。

分析与思考1）分析电子邮件工作过程。

2）电子邮件服务存在哪些安全问题？3）PGP加密邮件时，主题和附件是否加密？实验6 入侵检测软件Snort的使用与分析实验目的1）理解入侵检测的作用和检测原理；2）理解误用检测和异常检测的区别；3）掌握Snort的安装、配置和使用。

实验设备与环境2台安装Windows的pc，其中一台安装Snort软件，另一台安装Nmap软件。

拓扑结构如下图：实验内容与步骤1）首先安装WinpCap，然后安装Snort。

2）在另一台主机上运行Ping命令，查看Snort运行情况。

3）设置Snort的内部和外部网络检测范围。

4）建立一个文件，设置数据包记录器输出至LOG文件。

5）启动IDS模式，对Snort主机进行有意攻击（如发送ICMP长数据包），使用Nmap扫描目标主机，观察snort的检测情况。

6）编写Snort规则，观察Snort的动作。

7）分析与思考1）入侵检测作用是什么？入侵检测与防火墙区别？2）常用的入侵检测技术原理是什么？3）参考相关资料，分析Snort源码，总结其设计框架。