第6章 网络信息安全

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6.1.4 网络信息安全对策
在法规政策方面： 努力提高公众的网络信息安全意识，使大家认识到网络信息 安全的重要性； 加快我国网络安全立法的步伐，制定网络安全的相关法律 ；
推进互联网行业自律，净化网络环境，杜绝有害信息的制作、 发布、复制和传播。
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6.2 密码理论简介
6.2.1 基本概念 6.2.2 网络通信中的加密方式 6.2.3 著名密码算法举例
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6.2.1 基本概念
密码技术通过信息的变换或编码，将机密、敏感的消息变换 成他人难以读懂的乱码型文字，以此达到两个目的： 使他人不能从其截获的乱码中得到任何有意义的信息 使他人不能伪造任何乱码型的信息 基本概念 被隐蔽的消息称作明文，通常以m表示； 密码可将明文变换成另一种隐蔽形式，称为密文，通常 以c表示 ； 由明文到密文的变换称为加密 ； 由合法接收者从密文恢复出明文的过程称为解密（或脱 密） ； 非法接收者试图从密文分析出明文的过程称为破译；
6.1.4 网络信息安全对策
在管理上： 建立起具有权威性的信息安全管理机构，制定网络信息安全 政策，对网络信息安全管理进行统筹规划，对面临的重大网 络信息安全事件做出快速反应与决策； 制定健全的安全管理制度； 加大对员工的教育培训，提高其技术能力和职业素质，应对 随时可能出现的信息安全问题，尽量杜绝非技术事故的发生。
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6.2.2 网络通信中的加密方式


数据加密实现方法主要有两种：软件加密和硬件加密。 软件加密一般是用户在发送信息前，先调用信息安全模块 对信息进行加密，然后发送，到达接收方后，由用户用解 密软件进行解密，还原成明文。 硬件加密可以采用标准的网络管理协议进行管理，也可以 采用统一的自定义网络管理协议进行管理，因此密钥的管 理比较方便，而且可以对加密设备进行物理加固，使得攻 击者无法对其进行直接攻击。
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6.1.2 网络信息安全的结构层次
安全服务
在应用程序层对网络信息的保密性、完整性和信源的真实性 进行保护和鉴别，以满足用户的安全需求。
以保护网络信息的保密性为目标的数据加密和解密； 以保证网络信息来源的真实性和合法性为目标的数字
签名和签名验证；
以保护网络信息的完整性，防止和检测数据被修改、
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6.2.1 基本概念
基本概念（续）
对明文进行加密时采用的一组规则称为加密算法，通
常用E表示 ；
对密文解密时采用的一组规则称为解密算法，通常用D
表示 ；
加密算法和解密算法是在一组仅有合法用户知道的秘
密信息的控制下进行的，该秘密信息称为密钥 ；
加密和解密过程中使用的密钥分别称为加密密钥（通
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6.2.3著名密码算法举例
1. 数据加密标准（DES） 1975年，美国国家标准局接受了国际商业机器公司（ IBM）推荐 的一种密码算法 。 2. IDEA密码算法 IDEA是近年来提出的各种分组密码中一个很成功的方案，已在 PGP加密软件中应用。 3. Rijndael算法 Rijndael算法已被广泛应用于身份认证、数字签名、节点加密及 各种网络加密。 4. RSA算法 是迄今为止理论上最为成熟完善的一种公钥密码体制。它的安全 性是基于大数的分解困难，而算法的构造是基于数学上的 Euler定 理。 RSA中的加、解密变换是可交换的互逆变换，所以 RSA还可用来 大学IT（第六版） 中国石油大学出版社 做数字签名。
第6章 网络信息安全
本章内容 网络信息安全概述 密码理论简介 计算机病毒 防火墙与入侵检测 信息安全应用
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6.1 网络信息安全概述
6.1.1 6.1.2 6.1.3 6.1.4 网络信息安全的含义 网络信息安全的结构层次 网络信息安全面临的威胁 网络信息安全对策
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6.2.1 基本概念

如果以密码算法对明文的处理方式为标准，则可将密码系 统分为分组密码和序列密码。 分组密码的加密方式是首先将明文序列以固定长度进行分 组，每一组明文分别用相同的密钥和加密函数进行加密。 序列密码的加密过程是把明文序列与等长的密钥序列进行 运算加密。解密过程则是把密文序列与等长的密钥序列进 行运算解密。序列密码的安全性主要依赖于密钥序列。
插入、删除和改变的信息认证；
会话密钥的分配和生成、身份验证等。
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6.1.2 网络信息安全的结构层次
总之，网络信息安全是一个很复杂的问题，它与 被保护对象密切相关。网络信息安全的本质是在 安全时间内保证数据在网络上传输或存储时不被 非授权用户访问，但授权用户却可以访问。
6.2.1 基本概念

双钥体制下加密密钥与解密密钥不同，不需要安全信道 来传送密钥。 双钥密码是1976年W. Diffie和M. E. Hellman提出的一 种新型密码体制。 双钥密码体制的加密和解密不同，所以不存在密钥管理 问题。 双钥密码还有一个优点是可以拥有数字签名等新功能。 最有名的双钥密码是1977年由Rivest、Shamir和Adleman 三人提出的RSA密码体制。 双钥密码的缺点：算法一般比较复杂，加、解密速度慢。
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6.1.3 网络信息安全面临的威胁
网络信息安全面临的威胁主要来自于人为或自然威胁、 安 全缺陷、软件漏洞、病毒和黑客入侵等方面。 1. 人为或自然威胁 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、可控性和可用性等受到伤 害，造成不可估量的损失。人为威胁又分为两种：一种是 以操作失误为代表的无意威胁（偶然事故）；另一种是以 计算机犯罪为代表的有意威胁（恶意攻击）。 自然威胁来自于各种自然灾害、恶劣的场地环境、电磁 辐射、电磁干扰和设备自然老化等。这些事件，有时会直 接威胁网络信息安全，影响信息的存储媒体。
常以k1表示）和解密密钥（通常以k2表示）。
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6.2.1 基本概念
以密钥为标准，可将密码系统分为单钥密码系统（又称为 对称密码或私钥密码）和双钥密码系统（又称为非对称密 码或公钥密码）。
在单钥体制下，加密密钥与解密密钥相同（即k1 = k2 = k），或从加密密钥可以很容易地推导出解密密钥，此时密 钥 k 需经过安全的密钥信道由发方传给收方。 单钥密码的特点是无论加密还是解密都使用同一个密钥。
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6.1.1 网络信息安全的含义
保密性
保密性即防止信息泄露给非授权个人或实体，信息只为授 权用户使用的特性。 完整性 完整性是网络信息未经授权不能进行改变的特性 ， 即网 络信息在存储或传输过程中不被偶然或蓄意地删除、修改、 伪造、乱序、重放、插入和丢失的特性 。 真实性 真实性是防止系统内的信息感染病毒或遭受恶意攻击，以 确保信息的真实可靠。
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6.1.3 网络信息安全面临的威胁
2. 安全缺陷 网络信息系统是计算机技术和通信技术的结合，计算机系统 的安全缺陷和通信链路的安全缺陷构成了网络信息系统的潜 在安全缺陷。 网络信息系统的安全缺陷通常包括物理网络的安全缺陷、逻 辑网络的安全缺陷以及通信链路的安全缺陷三种。
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6.1.2 网络信息安全的结构层次
网络信息安全的结构层次主要包括：物理安全、安全控制 和安全服务。
物理安全
在物理介质层次上对存储和传输的网络信息的安全保护。 目前，该层次上常见的不安全因素包括三大类： 1）自然灾害、物理损坏、设备故障； 2）电磁辐射、趁机而入、痕迹泄露； 3）操作失误。
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6.1.2 网络信息安全的结构层次
安全控制
1）操作系统的安全控制。包括对用户的合法身份进行核实， 对文件的读写存取的控制。此类安全控制主要保护被存储数 据的安全。 2）网络接口模块的安全控制。在网络环境下对来自其他机 器的网络通信进程进行安全控制。此类控制主要包括身份认 证、客户权限设置与判别、审计日志等。 3）网络互联设备的安全控制。对整个子网内的所有主机的 传输信息和运行状态进行安全监测和控制。此类控制主要通 过网管软件或对网络连接设备的配置实现。
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6.1.3 网络信息安全面临的威胁
3.软件漏洞
由于软件程序的复杂性和编程的多样性，在网络信息系统 的软件中很容易有意或无意地留下一些不易被发现的安全漏 洞。 陷门 操作系统的安全漏洞 数据库的安全漏洞 TCP/IP协议的安全漏洞 网络软件、网络服务和口令设置等方面的漏洞
最有影响的单钥密码是1977年美国国家标准局颁布的DES算 法。
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6.2.1 基本概念
单钥密码的优点
安全性高 加、解密速度快。
单钥密码的缺点
随着网络规模的扩大，密钥的管理成为一个难点
无法解决消息确认问题
缺乏自动检测密钥泄露的能力
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6.1.4 网络信息安全对策
安全问题遵循“木桶短板”原则，即系统的安全性取决 于系统的最薄弱环节，任何单一层次上的安全措施都不 可能提供真正的安全。 网络信息安全是一个涉及面很广的问题，要想达到安全 的目的，必须同时从技术、法规政策和管理这三个方面 入手。 在安全技术方面： 积极采用已有的安全技术，如防火墙技术、加密技术入 侵检测技术等。 由于新的威胁不断出现，必须加强对网络信息安全技术 手段的研究与开发，以适应新的安全需求。