信息安全的基本知识

信息安全概述

密码学

数字签名

信息隐藏

计算机病毒、木马、蠕虫

计算机网络

网络安全（防火墙，入侵检测系统，入侵防御系统，拒绝服务攻击/分布式拒绝服务攻击）网络安全协议理论与技术（PKI，VPN，SSL）

操作系统安全

数据库系统

Web安全防护

一、信息安全概述

信息安全的任务是保护信息财产，以防止偶然的故意为之的未授权者对信息的恶意修改、破坏以及泄漏，从而导致信息无法处理，不完

整、不可靠。

信息安全具有以下基本属性：

（1）保密性（Confindentialy）：保证未授权者无法享用信息，信息不会被非法泄漏而扩散；

（2）完整性（Integrity）：保证信息的来源、去向、内容真实无误；

（3）可用性（Availability）：保证网络和信息系统随时可用；

（4）可控性（Controllability）：保证信息管理者能对传播的信息及内容实施必要的控制以及管理；

（5）不可否认性（Non-Repudiation）:又称不可抵赖性，保证每个信息参与者对各自的信息行为负责；

其中，前三者又称为信息安全的目标——CIA。

信息安全所面临的危险可以分为自然威胁和人为威胁两方面：

自然威胁：各种自然灾害，恶劣的场地环境，电磁干扰，电磁辐射，网络设备自然老化等；

人为威胁：人为威胁又包含无意威胁（偶然事故）和恶意攻击。

偶然事故：

操作失误：未经允许使用，操作不当，误用存储媒介等；

意外损失：电力线路漏电、搭线等；

编程缺陷：经验、水平不足，检查疏忽等；

意外丢失：数据被盗、被非法复制，设备、传输媒介失窃等；

管理不善：维护不力，管理松懈等；

恶意攻击：又分为主动攻击和被动攻击。

主动攻击：有选择性的修改、删除、伪造、添加、重放、乱序信息，冒充以及制造病毒等；

被动攻击：在不干扰网络信息系统正常工作的情况下，进行侦收，截获，窃取，破译，业务流量分析以及电磁泄漏等；

信息安全体系：包括信息安全服务与信息安全机制。

信息安全服务：实体鉴别，数据源鉴别，禁止抵赖，访问控制，数据完整性，数据机密性信息安全机制：加密，访问控制，数字签名，交换鉴别，路由控制，公证机制

信息安全的主要技术包括：加密技术，认证技术，防伪技术，知识产权保护技术，网络控制技术，反病毒技术，数据库安全技术和安全

审计技术等。

信息安全管理：在“安全方针政策，组织安全，资产分类与控制，人员安全，物理与环境安全，通信与运营安全、访问控制、系统开发

与维护、业务持续性管理、符合法律法规要求”等十个领域建立管理控制措施，保证组织资产安全与业务的连续性。

二、密码学

密码学作为信息安全的基础学科，是研究信息以及信息系统安全的传统科学。它又分为：

密码编码学：研究如何对信息编码，以实现信息机器通信保密的科学；

密码分析学：研究如何破解或攻击加密信息的科学。

密码学的发展经历了4个阶段：

1. 古典密码学：通过简单的替代、置换或者二者的简单组合实现对信息的加密，比较具有代表性的有：

（1）Caesar密码：将明文信息中的每个字母，用它在字母表中位置的右边的第k个位置上的字母代替，从而获得相应的密文。

计算公式：c = m + k mod 26

（2）Vigenere密码:典型的多表代替密码。ci = mi + ki mod 26

2. 机械密码学：加密的原理没有变化，只是由手工加密变为机械加密，加密手段变得越发复杂，加解密效率得到很大的提高。最著名的是二战时期德国设计的Enigma加密机，它使用了一系列复杂的替代变换来进行加密。

3. 对称密码学：又陈对称密码体制，是建立在强大的数学理论基础上，加解密均使用相同密钥的密码算法。1974年，由美国IBM公司提出的DES（Data Encryption Standard）算法，推动了对称密码算法的发展。除了DES外，还有3DES，IDEA,RC5,AES等对称密码算法。

4. 公钥密码学：又称非对称密码体制，在这种体制下，可以拥有两个不同的密钥，一个可以公开的密钥（简称公钥），用来对信息进行加密，另一个不可公开，必须保密的密钥（简称私钥），用来解密。常见的公钥密码算法有：RSA，ElGamal，椭圆曲线等公钥密码体制。

一个密码体制或密码系统由明文空间、密文空间、密钥空间、加密算法和解密算法共5个元素组成。对任何一个密码系统而言，决定其安全性的重要参数是密钥。

常见的密码算法及其原理：

1.DES

DES算法是最早提出的分组密码算法，它对输入数据（明文）划分为特定大小（64位或者64比特）的分组，并对最后一个分组进行填充，以达到所要求大小的整数倍。密钥长度是56比特。整个加密过程分为三个阶段：

（1）对输入的明文P执行一个初始置换IP，生成P0.然后将其划分为左右两半，左半部L0是P0的前32位，右半部分R0是后32位。

（2）对于L0和R0分别执行16轮转换操作，最后输出L16与R16；

（3）对于L16与R16的组合L16R16执行逆置换操作IP-1，生成密文C

优点：加密速率快

缺点：固定密钥，密钥过短，才56比特，弱密钥（64个）

2. 3DES

使用2个或3个密钥，用第一个进行加密，对加密的内容使用第二个密钥进行解密，再使用第三个密钥进行加密。

3. AES

AES高级加密标准，基于Rijdeal算法，采用可变分组（128比特，192比特，256比特）与可变密钥（128比特，192比特，256比特）。与DES类似，对每一组输入数据，完成以下3步操作：