第9章计算机网络安全

1、杜煜本章主要内容 计算机网络安全的概念；计算机网络对安全性的要求；访问控制和设备安全；防火墙技术；数据的加密与认证网络安全攻击及防卫；2022年7月计算机网络基础 杜煜No.2计算机网络安全概述 背景介绍对计算机网络安全性问题的研究总是围绕着信息系统进行，其主要目标就是要保护计算资源，免受毁坏、替换、盗窃和丢失，而计算资源包括了计算机及网络设备、存储介质、软硬件、信息数据等。2022年7月计算机网络基础 杜煜No.3计算机网络安全的解决策略访问控制选择性访问控制病毒和计算机破坏程序加密系统计划和管理物理安全通信安全2022年7月计算机网络基础 杜煜No.4计算机网络安全包括的内容保护系统和网络

2、的资源免遭自然或人为的破坏；明确网络系统的脆弱性和最容易受到影响或破坏的地方；对计算机系统和网络的各种威胁有充分的估计；要开发并实施有效的安全策略，尽可能减少可能面临的各种风险；准备适当的应急计划，使网络系统在遭到破坏或攻击后能够尽快恢复正常工作；定期检查各种安全管理措施的实施情况与有效性。2022年7月计算机网络基础 杜煜No.5计算机网络安全的要求安全性 内部安全对用户进行识别和认证，防止非授权用户访问系统；确保系统的可靠性，以避免软件的缺陷（Bug）成为系统的入侵点；对用户实施访问控制，拒绝其访问超出访问权限的资源；加密传输和存储的数据，防止重要信息被非法用户理解或修改；对用户的行为进行

3、实时监控和审计，检查其是否对系统有攻击行为，并对入侵的用户进行跟踪。外部安全加强系统的物理安全，防止其他用户直接访问系统；保证人事安全，加强安全教育，防止用户（特别是内部用户）泄密。 2022年7月计算机网络基础 杜煜No.6计算机网络安全的要求完整性解决问题：如何保护计算机系统内软件和数据不被非法删改。软件完整性 数据完整性2022年7月计算机网络基础 杜煜No.7计算机网络安全的要求保密性解决问题：如何防止用户非法获取关键的敏感信息，避免机密信息的泄露。加密是保护数据的一种重要方法，也是保护存储在系统中的数据的一种有效手段，人们通常采用加密来保证数据的保密性。2022年7月计算机网络基础

4、杜煜No.8计算机网络安全的要求可用性可用性是指无论何时，只要用户需要，系统和网络资源必须是可用的，尤其是当计算机及网络系统遭到非法攻击时，它必须仍然能够为用户提供正常的系统功能或服务。为了保证系统和网络的可用性，必须解决网络和系统中存在的各种破坏可用性的问题。2022年7月计算机网络基础 杜煜No.9计算机网络的保护策略 创建安全的网络环境数据加密调制解调器的安全灾难和意外计划系统计划和管理使用防火墙技术2022年7月计算机网络基础 杜煜No.10网络安全的脆弱点 网络安全脆弱点的几个方面通信设备网络传输介质网络连接网络操作系统病毒攻击物理安全2022年7月计算机网络基础 杜煜No.11网络

5、安全计划与管理在制定一个网络系统的安全计划和策略时，要分析系统中的哪些部分受网络安全性的影响最大，哪些部分对网络安全性影响最大？网络中各类服务器是否安全？对访问服务器的工作站或客户机是否采取了安全措施？。网络上传输的信息安全程度有多大？有关本网络的信息是否被公开或分发？2022年7月计算机网络基础 杜煜No.12网络的安全分析物理安全：网络系统中的网络硬件和软件资源的安全性。访问脆弱性：网络中有许多访问点（访问入口）。系统上的工作站、拨号访问点、相互连接甚至主机都是网络的访问点。因此，需要非常清楚地知道有可能进入网络系统的地方在哪里。配置问题：例如，网络服务器可能使用了很容易被猜出的口令而失去

6、控制，如“demo”或“test”。如果这些口令用在关键的账户上就有可能导致严重的安全问题。内部危险：由于网络内部的用户对网络的了解程度和对网络的访问权限比外部人员大得多，因此，对于来自网络内部的安全威胁也是一种非常重要的因素，而且是不容忽视的。2022年7月计算机网络基础 杜煜No.13网络安全协议网络层IPsec协议Internet协议安全（IP Protocol Security，IPsec）是一种开放标准的安全协议，通过使用加密的安全服务以确保在 Internet 协议（IP）网络上进行保密而安全的通信。IPsec协议包括鉴别首部协议（Authentication Header，AH）

7、和封装安全有效载荷协议（Encapsulation Security Payload，ESP）2022年7月计算机网络基础 杜煜No.14网络安全协议传输层SSL协议安全套接层协议SSL（Security Socket Layer），是Netscape公司在1994年开发出来在网络上使用的安全协议，用以保障在Internet上数据传输之安全，利用数据加密技术，可确保数据在网络上之传输过程中不会被截取及窃听。2022年7月计算机网络基础 杜煜No.15网络安全协议应用层安全协议应用层安全主要涉及通信双方，如电子邮件应用，安全协议有PGP协议和PEM协议两种。其中包括加密、鉴别和数字签名等技术。应

8、用层涉及到多种加密算法，如：DES、AES、RSA等。2022年7月计算机网络基础 杜煜No.16常用的安全工具 防火墙防火墙是在内部网与外部网之间实施安全防范的系统，用于确定哪些内部资源允许外部访问，以及允许哪些内部网用户访问哪些外部资源及服务；防火墙的基本类型有：包过滤型代理服务器型堡垒主机 2022年7月计算机网络基础 杜煜No.17常用的安全工具鉴别报文鉴别身份认证 数字签名2022年7月计算机网络基础 杜煜No.18常用的安全工具其他工具访问控制加/解密技术审计和入侵检测安全扫描2022年7月计算机网络基础 杜煜No.19访问控制技术 作用：对访问系统及其数据的人进行识别，并检验其身

9、份用户是谁？该用户的身份是否真实？ 基于口令的访问控制技术选用口令应遵循的原则增强口令安全性措施 其他方法选择性访问控制技术 2022年7月计算机网络基础 杜煜No.20设备安全 调制解调器安全通信介质的安全计算机与网络设备的物理安全 2022年7月计算机网络基础 杜煜No.21防火墙技术 使用防火墙可用于“安全隔离”，其实质就是限制什么数据可以“通过”防火墙进入到另一个网络防火墙使用硬件平台和软件平台来决定什么请求可以从外部网络进入到内部网络或者从内部到外部，其中包括的信息有电子邮件消息、文件传输、登录到系统以及类似的操作等。2022年7月计算机网络基础 杜煜No.22防火墙的优缺点 防火墙

10、的优点允许网络管理员在网络中定义一个控制点，将内部网络与外部网络隔开；审查和记录Internet使用情况的最佳点；设置网络地址翻译器（NAT）的最佳位置；作为向客户或其他外部伙伴发送信息的中心联系点；防火墙的局限性不能防范不经过防火墙产生的攻击；不能防范由于内部用户不注意所造成的威胁；不能防止受到病毒感染的软件或文件在网络上传输； 很难防止数据驱动式攻击；2022年7月计算机网络基础 杜煜No.232022年7月计算机网络基础 杜煜No.24防火墙设计 防火墙的基本准则“拒绝一切未被允许的东西” “允许一切未被特别拒绝的东西” 机构的安全策略必须以安全分析、风险评估和商业需要分析为基础； 防火

11、墙的费用取决于它的复杂程度以及要保护的系统规模；2022年7月计算机网络基础 杜煜No.25防火墙的种类 包过滤路由器 可以决定对它所收到的每个数据包的取舍。逐一审查每份数据包以及它是否与某个包过滤规则相匹配。过滤规则以IP数据包中的信息为基础：IP源地址、IP目的地址、封装协议（TCP、UDP、ICMP等）、TCP/UDP源端口、TCP/UDP目的端口、ICMP报文类型、包输入接口和包输出接口等。如果找到一个匹配，且规则允许该数据包通过，则该数据包根据路由表中的信息向前转发。如果找到一个匹配，且规则拒绝此数据包，则该数据包将被舍弃 2022年7月计算机网络基础 杜煜No.262022年7月计

12、算机网络基础 杜煜No.27防火墙的种类代理服务器代理服务器上安装有特殊用途的特别应用程序，被称为代理服务或代理服务器程序。使用代理服务后，各种服务不再直接通过防火墙转发，对应用数据的转发取决于代理服务器的配置：只支持一个应用程序的特定功能，同时拒绝所有其他功能；支持所有的功能，比如同时支持WWW、FTP、Telnet、SMTP和DNS等。 2022年7月计算机网络基础 杜煜No.282022年7月计算机网络基础 杜煜No.29防火墙的种类包过滤路由器允许信息包在外部系统与内部系统之间的直接流动。代理服务器允许信息在系统之间流动，但不允许直接交换信息包。堡垒主机是Internet上的主机能够连

13、接到的、唯一的内部网络上的系统，它对外而言，屏蔽了内部网络的主机系统，所以任何外部的系统试图访问内部的系统或服务时，都必须连接到堡垒主机上。堡垒主机的特点：堡垒主机的硬件平台上运行的是一个比较“安全”的操作系统，以防止操作系统受损，同时也确保了防火墙的完整性。只有必要的服务才安装在堡垒主机内，如Telnet、DNS、FTP、SMTP和用户认证等。2022年7月计算机网络基础 杜煜No.302022年7月计算机网络基础 杜煜No.31数据的加密和认证计算机网络中的数据安全威胁主要来自被动攻击和主动攻击两大类，其中数据被截获属于被动攻击，而数据发送的中断、数据传输过程中被篡改、被伪造的数据发给目的

14、节点等都属于主动攻击。2022年7月计算机网络基础 杜煜No.32数据加密技术数据加密（Data Encryption）技术是指将一个信息（或称明文）经过加密钥匙（Encryption key）及加密函数转换，变成无意义的密文，而接收方则将此密文经过解密函数、解密钥匙（Decryption key）还原成明文。密钥分为两种：对称密钥与非对称密钥。对应的密码体制分为对称密钥密码体制和公钥密码体制。2022年7月计算机网络基础 杜煜No.33数据加密技术密码体制密钥密码体制分为两类，对称密钥密码体制和公钥密码体制。对称密钥密码体制公钥密码体制加密功能 认证功能2022年7月计算机网络基础 杜煜No.34数字签名数字签名就是只有信息的发送者才能产生的别人无法伪造的特殊数据块，这个特殊数据块同时也是对信息的发送者发送信息真实性的一个有效证明。信息摘要信息摘要（Message Digest，MD）是将任意长度的消息变成固定长度的短消息，常用的哈希算法有安全Hash算法（Secure Hash Algorithm，SHA）或MD5(MD Standards for Message Digest)，由Ron Rivest所设计，编码法采用单向Hash函数将需加密的明文输出成一串128 bit的摘要。2022年