信息系统安全技术介绍ppt课件下载

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信息系统安全技术第一章 网络信息安全概论系统漏洞与黑客攻击的发展趋势信息安全的影响信息安全战略我国网络信息安全现状 Internet 技术的飞速增长 我们身边的信息化相关信息 EarthLink和Webroot Software公司扫描100多台万联网电脑之后得到研究结果：平均每台联网PC机上运行着28个间谍软件，超过30%的PC机上发现了特洛伊木马。在发现的2900万个间谍程序中，除大部分的无害 “广告软件”外，还有300，000个间谍软件能够盗窃个人资料，或者获得无授权的电脑访问。 相关信息向对方发送100万封垃圾邮件：50英镑; 在上网用户的浏览器上弹出广告：200英镑; 攻击网站：8000至1.2万英镑…… 。 这是某个网络犯罪集团在网上放出的一份黑客服务报价单，他们通过互联网从事勒索、诈骗和恐吓等各种破坏活动。有关专家认为，这个利润丰厚的非法产业正在飞速扩张。 安全问题日益增加系统漏洞的发展趋势黑客攻击的发展趋势黑客攻击的发展趋势黑客与病毒的融合趋势信息安全——政治 信息化和互联网的发展，使得计算机网络已经形成了一个新的思想文化阵地和思想政治斗争的战场。信息安全——政治 非法组织在网上组党结社，进行秘密联络。互连网成为他们互相秘密联络的很重要的途径。法轮功在互连网上建立的网站有200个左右。电子邮件也是法轮功骨干成员联络的主要的渠道。新疆的民族分裂分子在网上进行组织策动，境外人员通过网络来指挥爆炸活动。关于宣传西藏独立的网站有300多个。 　信息安全——经济国家信息化程度越高，国民经济和社会运行对信息资源和信息基础设施的依赖程度也越高。我国计算机犯罪的增长速度远远超过了传统的犯罪，近几年涉及的金额达十几亿：信息安全——社会互连网上散布一些虚假信息、有害信息对社会管理秩序造成的危害，要比现实社会中谣言要大的多。 99年4月，河南商都热线一个BBS，一张说交通银行郑州支行行长携巨款外逃的帖子，造成了社会的动荡，三天十万人上街排队，挤提现金十个亿。互连网上色情、赌博等不健康信息和行为给社会带来了极大的负面影响。信息安全——信息战 “谁掌握了信息，控制了网络，谁将拥有整个世界。” ——美国“著名未来学家”阿尔温 托尔勒 “今后的时代，控制世界的国家将不是靠军事，而是信息能力走在前面的国家。” ——美国总统克林顿 “没有信息安全，就没有完全意义上的国家安全，也没有真正的政治安全、军事安全和经济安全。因此，要把我国的信息安全问题放在全球战略考虑”　 ——中国工程院院士 何德全 信息系统 C4I:（命令，控制，通信，计算机与智能） Command， Control， Communications， Computers and Intelligence 美国安全战略 1998年5月22日，克林顿政府颁布《对关键基础设施保护的政策：第63号总统令 》，2000年颁布《信息系统保护国家计划v1.0》 。 2002年9月18日和20日，布什政府颁布《保护网络空间的国家战略（草案）》和《美国国家安全战略》。 2003年2月14日布什政府颁布《保护网络空间的国家战略 》和《反恐国家战略 》。我国安全战略 2002年7月19日，“国家信息安全保障体系战略研讨会”在北京科技会堂召开。 2003年7月，国家第三次信息化工作会议首次提出《关于加强信息安全保障工作的意见》（著名的27号文件）。 2004年3月8日～3月19日，国务院信息化工作办公室召开了两期“全国信息安全保障工作专题研讨会”，会议首次采取了专家宣讲、集中讨论的方式，深入讨论了建立信息安全保障体系的基本任务。信息安全的根源 内因：网络和系统的自身缺陷与脆弱性。 外因：国家、政治、商业和个人利益冲突。 安全人才需求国家重点科研项目的需求专业安全产品公司的需求应用行业的管理、应用和维护的需求对网络信息安全人才的需求在今后几年内将超过100万，但专业的网络与信息安全机构在国内却屈指可数；网络信息安全已经初步形成一个产业，根据权威职业调查机构的预测表明，网络信息安全人才必将成为信息时代最热门的抢手人才。补充内容： 网络基础计算机网络的概念、分类和特点计算机网络的结构计算机网络的资源共享计算机网络的体系和参考模型计算机网络的发展第一代计算机网络是以单个计算机为中心的远程联机系统；第二代计算机网络是把多个主机通过通信线路互连起来，为用户提供服务的系统；第三代计算机网络是具备统一的网络体系结构并遵循国际标准的开放式和标准化的网络；第四代计算机网络是一种网络与网络连接而形成的网络集合，即互联网。计算机网络的定义定义：将若干具有独立工作能力的计算机系统通过通信设备和线路，由功能完善的网络软件实现资源共享和数据通信的系统。从定义中看出涉及到三个方面的问题：至少两台计算机互联。通信设备与传输介质。网络软件：通信协议和网络操作系统计算机网络的分类按传输技术划分按网络规模划分按传输介质划分按通信速率划分按数据交换方式划分按通信性能划分按使用范围划分按配置划分按对数据的组织方式划分按拓扑结构划分计算机网络的分类按传输技术划分广播方式网络点对点方式网络按网络规模划分数据流机器多计算机局域网成域网广域网互联网局域网概述定义： 局域网（Local Area Network），简称LAN，是处于同一建筑、同一大学或方圆几公里远地域内的专用网络。局域网常被用于连接公司办公室或工厂里的个人计算机和工作站，以便共享资源（如打印机）和交换信息。局域网概述局域网具有如下特征：传输速率高；支持传输介质种类多；通信处理一般由网卡完成；传输质量好，误码率低；有规则的拓扑结构。局域网概述局域网的基本类型令牌环网以太网 10Base-T 100Base-T 1000Base-T ATM 互联网概述互联网的概念 互联网是指通过网络互联设备把不同的多个网络或网络群体互联起来形成的大网络，也称网际网、全球网、万维网。中文名为因特网等。 Internet一开始首先是由美国人建立起来的，目前，已连接世界各国，是一个特定的、被国际社会认可和广泛使用的网络。互联网概述互联网的优点灵活多样的入网方式互联网工作方式互联网所采用的技术收费低廉丰富的信息资源服务互联网的主要缺点：安全问题互联网概述互联网的主要接入方式仿真终端方式拨号IP方式局域网方式广域网方式 ISDN连接方式 ADSL连接方式 计算机网络的特点数据交换相对独立性建网周期短、见效快成本低、效益高使用简单易于分布式处理系统灵活性强、适应性强计算机网络结构计算机网络的基本结构主机（资源子网）通信子网计算机网络的硬件系统结构计算机主机网络接口传输介质网络连接设备计算机网络的软件系统结构计算机网络的拓朴结构局域网拓朴结构总线型拓朴结构环型拓朴结构星型拓朴结构树型拓朴结构总线型拓朴结构总线型拓朴结构特点 广播型多路访问单点失效就会引起网络瘫痪结构简单不易扩展需要终结器 星型拓朴结构星型拓朴结构特点所有节点都连接在一个中心设备上广播型多路访问易于扩展过分依赖中心设备逻辑上是总线 环型拓朴结构环型拓朴结构特点 数据沿着环流动单点失效引起网络瘫痪双环提供冗余 计算机网络的拓朴结构广域网拓朴结构集中式拓朴结构分散式拓朴结构分布式拓朴结构全互联拓朴结构不规则拓朴结构计算机网络的资源共享硬件资源共享软件和数据资源共享通信信道资源共享固定分配信道随机分配信道排队分配信道计算机网络体系结构网络体系结构概述计算机网络的结构可以从网络体系结构、网络组织和网络配置等三个方面来描述。 网络体系结构是分层结构，它是网络各层及其协议的集合。其实质是将大量的、各类型的协议合理地组织起来，并按功能的先后顺序进行的逻辑分割。 网络体系结构的模型 OSI参考模型 TCP/IP参考模型 OSI参考模型 TCP/IP参考模型 TCP/IP参考模型中的各层含义网络接口层：对应于OSI参考模型的下两层，要求可以支持IP协议即可，没有详细的定义。网络层：对应于OSI的网络层，有效地解决异种网络的互连问题。网络层的设计思想是高效简洁，提供不可靠的无连接服务，尽力传递。典型协议是IP。传输层：对应OSI的传输层，在源和目的主机之间提供端到端的连接，典型协议是TCP。应用层：对应于OSI的高三层，包含面向网络用户的大量协议实现。例如：Telnet， FTP， SMTP， HTTP， SNMP， DNS等。 TCP/IP提供的三种服务应用服务：FTP、TELNET 可靠传输服务：TCP 无连接包服务：UDP、IP 第二章 信息安全的基本要素网络与信息安全的概念安全策略网络与信息安全的概念网络信息安全的定义 国际标准化组织（ISO）定义： 为数据处理系统建立和采用的技术和管理的安全保护，保护计算机硬件、软件和数据不因偶然和恶意的原因遭到破坏、更改核泄漏。 2、计算机信息系统安全包括物理安全：指系统设备及相关设备的物理保护以免于被破坏和丢失。 逻辑安全：指信息的可用性、信息的完整性和信息的机密性。网络信息安全问题的研究我们力图保护的是什么资源？计算机系统必须防范谁？你能在安全方面付出多大代价？（金钱、方便性、生产性、道德等）网络安全设计的因素物理安全作用点：对计算机网络与计算机系统的物理装备的威胁。外显行为：通信干扰，危害信息注入，信号辐射、恶劣操作环境等。防范措施：抗干扰系统，防辐射系统，加固系统，数据备份等。 2.系统安全作用点：对计算机网络与计算机系统可用性和可控性进行攻击。外显行为：网络被阻塞，黑客行为，非法使用资源，计算机病毒等。防范措施：防止入侵，检测入侵，共计反应，系统恢复等。 3.信息安全作用点：对所处理的信息机密性和完整性的威胁，主要表现在加密方面。外显行为：窃取信息，篡改信息，冒充信息，信息抵赖等。防范措施：加密，完整性技术，认证，数字签名等。 4.政治文化安全作用点：有害信息的传播，对政治制度和传统文化的威胁。外显行为：淫秽暴力信息泛滥，敌对意识形态信息涌入等。防范措施：设置因特网关，监测、控管等。信息安全要素安全策略用户验证访问控制加密安全审计管理 2.2 安全策略 2.2.1 什么是安全策略安全策略是思想安全策略是责任（相关法律）安全策略是权限（最小特权原则）安全策略是行动安全策略是选择 2.2.2 安全策略方案直接风险控制策略（静态防御） 安全=风险分析+安全规则+直接的技术防御体系+安全监控 由于攻击手段是不断进步的，安全漏洞也是动态出现，静态防御模型存在本质的缺陷。 自适应网络安全策略（动态防御） 安全=风险分析+执行策略+系统实施+漏洞分析+实施响应 该策略强调系统安全管理的动态性，自适应地填充“安全间隙”，从而提高网络系统的安全性。 局限性在于：只考虑系统的免疫力，仅综合了技术和管理因素，仅采用技术防护。 智能网络系统安全策略（动态免疫力） 安全=风险分析+安全策略+技术防御体系+攻击实时检测+安全跟踪+系统数据恢复+系统学习进化 先进的技术是信息安全的根本保证严格的管理是确保策略落实的基础完善的法律法规是信息安全的坚强后盾 入侵方法分析安全风险常用攻击技术分析攻击模型安全风险风险来源安全需求和实际操作脱离 内部的安全隐患动态的网络环境有限的防御策略安全策略和实际执行之间的巨大差异针对网络层攻击方式网络层的弱点超过1000个TCP/IP服务安全漏洞: Sendmail， FTP， NFS， File Sharing， Netbios， NIS， Telnet， Rlogin等. 错误的路由配置 TCP/IP中不健全的安全连接检查机制 缺省路由帐户 反向服务攻击 隐蔽 Modem 针对操作系统的攻击操作系统的安全隐患 1000个以上的商用操作系统安全漏洞 没有及时添加安全补丁 病毒程序的传播 文件/用户权限设置错误 默认安装的不安全设置 缺省用户的权限和密码口令 用户设置过于简单密码 特洛依木马针对应用服务的攻击应用程序服务的攻击弱点 Web 服务器: 错误的Web目录结构 CGI脚本缺陷 Web服务器应用程序缺陷 未索引的Web页 数据库: 危险的数据库读取删除操作路由器: 源端口/源路由 其他应用程序: Oracle、 SAP缺省帐户 有缺陷的浏览器 不安全因素的来源定位网络安全威胁的来源 外部渗入 未被授权使用计算机的人； 内部渗入被授权使用计算机，但不能访问某些数据、程序或资源，它包括：冒名顶替：使用别人的用户名和口令进行操作；隐蔽用户：逃避审计和访问控制的用户；滥用职权者 被授权使用计算机和访问系统资源，但滥用职权者。常用攻击技术分析网络攻击技术分类利用弱口令入侵利用弱口令入侵操作系统操作系统口令破解 Unix口令 通常限制在8位以内，56位密钥加密 john:Xd3rTCvtDs5/W:9999:13:John Smith:/home/john:/bin/sh NT口令 通常限制在14位以内口令安全使用原则数据库弱密码入侵 默认安装的SQL Server的管理员Sa的密码为空，如果管理员没有修改过Sa密码，黑客可以远程连接上数据库。如果黑客连接到了SQL Server，那么可以使用XP_cmdshell过程执行本地命令。如果连接的帐号不是数据库管理员身份，那么可以通过SQL Server漏洞进行越权处理。 利用漏洞入侵操作系统漏洞设备漏洞应用软件漏洞数据库漏洞 IIS、CGI等漏洞网络协议自身漏洞 …… 网络监听技术窃听器原理局域网中的广播式通信窃听器作用监视网络状态、数据流动；监听传输信息；截获用户的口令。常用端口 ftp 21 http 80 pop3 110 telnet 23 DoS/DDoS攻击 DoS(Denial of Service) 拒绝服务攻击 2. DDoS(Distributed Denial of Service) 分布式拒绝服务攻击实例：SynFlood攻击攻击者伪造源地址，发出Syn请求；服务器端性能变慢，甚至死机。 SynFlood原理反射式DoS攻击原理 DDoS攻击体系结构 DDoS攻击示意图 DDoS攻击示意步骤1 DDoS攻击示意步骤2 DDoS攻击示意步骤3 DDoS攻击示意步骤4 DDoS攻击示意步骤5 DDoS攻击示意步骤6 DDoS攻击效果 由于整个过程是自动化的，攻击者能够在5秒钟内入侵一台主机并安装攻击工具。也就是说，在短短的一小时内可以入侵数千台主机。并使某一台主机可能要遭受1000MB/S数据量的猛烈攻击，这一数据量相当于1.04亿人同时拨打某公司的一部电话号码。 2000年2月，美国几个著名的商业网站（例如Yahoo、eBay、CNN、Amazon、buy.com等）遭受黑客大规模的攻击，造成这些高性能的商业网站长达数小时的瘫痪。而据统计在这整个行动中美国经济共损失了十多亿美元。这种大规模的、有组织、有系统的攻击方式受到各国政府和学术界的高度重视。 DDoS攻击的预防确保主机不被入侵且是安全的；周期性审核系统；检查文件完整性；优化路由和网络结构；优化对外开放访问的主机；在网络上建立一个过滤器或侦测器在攻击信息到达网站服务器之前阻挡攻击信息。其它入侵技术利用Email Email炸弹传播木马、病毒利用聊天室、聊天程序利用浏览器利用社会工程攻击模型攻击身份和位置隐藏目标系统信息收集弱点信息挖掘分析攻击行为隐蔽攻击实施开辟后门删除攻击痕迹攻击身份和位置隐藏 IP地址欺骗自由代理服务器 MAC地址盗用 Telnet 跳转盗用他人网络用户目标系统信息收集确定攻击目标利用WWW站点列表搜索引擎网段扫描利用工具收集信息 Ping、Finger、Whois、Nslookup 利用软件收集信息端口扫描漏洞扫描 弱点信息挖掘分析应用服务软件漏洞通信协议漏洞网络业务系统漏洞程序安全缺陷操作系统漏洞网络安全产品的漏洞客户软件的漏洞攻击行为隐蔽进程隐藏文件隐藏网络隐蔽通道 攻击实施拒绝服务攻击修改或删除重要数据下载敏感数据删除或增加用户账号修改数据记录开辟后门文件系统后门密码破解后门服务后门通信后门删除攻击痕迹 UNIX的LOG文件 WINDOWS的日志 WWW服务的日志 FW和IDS的审计安全涉及的因素网络安全信息安全信息安全的定义 ISO信息安全的定义 为数据处理系统建立和采用的技术和管理的安全保护，保护计算机硬件、软件和数据不因偶然和恶意的原因遭到破坏、更改和泄露。信息安全的含义信息安全的三个基本方面保密性 Confidentiality 防止静态信息被非授权访问和防止动态信息被截取解密的特性。完整性 Integrity 信息未经授权不能进行改变的特性。可用性 Availability 信息可被授权实体访问并按需求使用的特性。信息安全的含义信息安全的其他方面真实性 Authenticity 确保对实体真实身份进行认证的特性。可靠性 Reliability 信息系统在规定条件下和规定时间内完成规定的功能的特性。责任性Accountability 确保实体的活动可被记录，并可追查责任者的性质和状态的特性。文化安全物理安全安全是个连续的过程安全层次体系结构安全防护体系结构安全技术加密技术认证技术防火墙入侵检测 VPN 物理隔离安全评估其他安全技术 信息安全的关键技术安全产品类型 加密技术 密码学基础包括密码编码学和密码分析学基本概念明文：具有明确含义且不用解密便可理解的文本或信号。加密：将明文经过加密密钥和加密函数转换，变成无意义的密文。密文：经过密码系统把明文变换后得到的不可懂的形式。密钥：密码学中，一系列控制加密、解密操作的符号。解密：用适当密钥，将密文转换为明文。密码学概述密码学是一门古老而深奥的学科，对一般人来说是非常陌生的。长期以来，只在很小的范围内使用，如军事、外交、情报等部门。计算机密码学是研究计算机信息加密、解密及其变换的科学，是数学和计算机的交叉学科，也是一门新兴的学科。随着计算机网络和计算机通讯技术的发展，计算机密码学得到前所未有的重视并迅速普及和发展起来。在国外，它已成为计算机安全主要的研究方向。 密码技术简介 密码学的历史比较悠久，在四千年前，古埃及人就开始使用密码来保密传递消息。 两千多年前，罗马国王Julius Caesare（恺撒）就开始使用目前称为“恺撒密码”的密码系统。但是密码技术直到本20世纪40年代以后才有重大突破和发展。 特别是20世纪70年代后期，由于计算机、电子通信的广泛使用，现代密码学得到了空前的发展。密码学发展简史 人类自开始书写以来即伴随着密码术的产生，我们可以从若干历史事件当中看出密码术的演化过程，以及密码本身又是如何扮演着改变历史的关键性角色。一场持续了三千多年的攻防战至今仍方兴未艾，编码者不断努力建造更强的密码系统来防卫通讯，解(破)码者则不断发明更有威力的方法来破解密码。楔子 –– 审判苏格兰玛丽女王 时间: 一五八六年十月十五日地点: Fotheringhay Castle 审判室起诉人：英格兰伊丽莎白女王（缺席）被告: 苏格兰玛丽女王罪名: 密谋行刺英格兰伊丽莎白女王 以夺取英格兰王位 楔子 –– 审判苏格兰玛丽女王主审人: 英格兰国务大臣 Sir Francis Walsingham华翰兴 (身兼英格兰间谍首脑) 编码人: Anthony Babington贝平顿 (谋反计划核心人物) 送信人: Gilbert Gifford基佛(双面间谍) 破码人: Thomas Phelippe中方菲利普 (英格兰破码第一高手) 楔子 –– 审判苏格兰玛丽女王楔子 –– 审判苏格兰玛丽女王楔子 –– 审判苏格兰玛丽女王 十天后，法庭判决有罪，建议处以死刑。一五八七年二月八日，玛丽女王在Fotheringhay Castle的大厅被斩首太平洋战役「风语者」以二次大战的太平洋战役为背景，叙述美军的密码被日军破解，导致美军在太平洋诸岛的战役中伤亡惨重，为此美国政府征调印第安人中的纳瓦荷一族，以他们的语言为密码。太平洋战役 为担心纳瓦荷密码兵被日军俘虏，美国军方在每个密码兵身旁都派了专人保护，一方面是保护他们的安全，另外更重要的是万一局势险恶，密码兵可能被俘虏，则这名负责保护的美军则先行开枪「灭口」。太平洋战役在枪林弹雨中，面对战局愈来愈险恶的(男主角)尼可拉斯凯吉，内心深处也展开天人交战，他真的会服从上级指示，在紧要关头枪杀一块出生入死的伙伴吗? 太平洋战役此片特在夏威夷拍摄，不但美国国防部派出顾问，当年实际参战的纳瓦荷密码兵也到了拍片现场提供宝贵经验，让全片更为真实，再加上(导演)吴宇森对战士间情谊、以及人性有深刻描述，使得整部电影更有血有肉(泪)，难怪不少美国老兵在看了此片后都掉下激动的眼泪。 福尔摩斯探案故事：《跳舞的人》诺福克绅士希尔顿·丘比特先生一次邂逅相遇与来自美国的埃尔茜小姐喜结良缘。一年后，爱妻收到了来自美国的一封信，之后又在窗台上发现了用粉笔画的 一些跳舞的滑稽小人，之后，一桩可怕的命案发生了… 福尔摩斯是如何破译“跳舞的小人” … 聪明的福尔摩斯是这样分析的：“在英文字母中E最常见，它出现的次数多到即使在一个短的句子中也是最常见的。这一张纸条上的十五个符号，其中有四个完全一样，因此把它估计为E是合乎道理的。这些图形中，有的还带一面小旗，有的没有小旗。从小旗的分布来看，带旗的图形可能是用来把句子分成一个一个的单词…” Phaistos圆盘，一种直径约为160mm的Cretan-Mnoan粘土圆盘，始于公元前17世纪。表面有明显字间空格的字母，至今还没有破解。 二战中美国陆军和海军使用的条形密码设备M-138-T4。根据1914年Parker Hitt的提议而设计。25个可选取的纸条按照预先编排的顺序编号和使用，主要用于低级的军事通信。 Kryha密码机大约在1926年由Alexander vo Kryha发明。这是一个多表加密设备，密钥长度为442，周期固定。一个由数量不等的齿的轮子引导密文轮不规则运动。 哈格林（Hagelin）密码机C-36，由Aktiebolaget Cryptoeknid Stockholm于1936年制造密钥周期长度为3，900，255。 M-209是哈格林对C-36改进后的产品，由Smith-Corna负责为美国陆军生产。它的密码周期达到了101，105，950。 转轮密码机ENIGMA，由Arthur Scherbius于1919年发明，面板前有灯泡和插接板；4轮ENIGMA在1944年装备德国海军，据说英国从1942年2月到12月都没能解读德国潜艇的信号。 英国的TYPEX打字密码机，是德国3轮ENIGMA的改进型密码机。它在英国通信中使用广泛，且在破译密钥后帮助破解德国信号。 在线密码电传机Lorenz SZ 42，大约在1943年由Lorenz A.G制造。英国人称其为“tunny”，用于德国战略级陆军司令部。SZ 40/SZ 42加密因为德国人的加密错误而被英国人破解，此后英国人一直使用电子COLOSSUS机器解读德国信号。 加密技术明文用M（消息）或P（明文）表示，密文用C表示。加密函数E（M）=C； 解密函数D（C）=M； D（E（M））=M 加密技术经典密码算法替换技术（代换密码法）置换技术（转换密码法）现代密码算法对称密码算法非对称密码算法对称加密算法对称加密算法的特点性能： 速度快密钥管理：共享密钥不适用于大用户量的应用常用于： 快速的加密 / 解密加密算法： DES、3-DES、 SSF33、 IDEA、AES、RC2、RC4 对称加密算法的弱点密钥无法管理安全共享密钥每对通信者都需要一对不同的密钥，N个人通信就需要N！的密钥不可能和与你不曾谋面的人通信 传统密钥技术：DES DES（Data Encryption Standard，数据加密标准)，美国政府1977年发布，并采纳为非军用和非机密信息的加密标准。其原始形式已经在1997年被攻破※，但其修改后的形式仍然是有效的。 DES采用56位密钥，输入为64位明文，经过19轮的处理，其中16轮为十分复杂的变换处理（每轮处理使用的48位子密钥由原始的56位密钥产生），以彻底打乱明文的信息，使得密文的每一位都依赖于明文的每一位和密钥的每一位，最后产生64位密文。 DES的算法本身则称为“数据加密算法”（DEA）。 DES在国内的应用目前在国内，随着三金工程尤其是金卡工程的启动，DES算法在POS、ATM、磁卡及智能卡（IC卡）、加油站、高速公路收费站等领域被广泛应用，以此来实现关键数据的保密，如信用卡持卡人的PIN的加密传输，IC卡与POS间的双向认证、金融交易数据包的MAC校验等，均用到DES算法。 DES加密算法 DES算法:第i轮的加密变换(迭代) DES的安全性理论上，DES算法具有极高安全性。到目前为止，除了用穷举搜索法对DES算法进行攻击外，还没有发现更有效的办法。而56位长的密钥的穷举空间为256，这意味着如果一台计算机的速度是每一秒种检测一百万个密钥，则它搜索完全部密钥就需要将近2280年的时间。※ DES的改进而事实上，早在70年代后期，专家们就指出DES作为一种安全算法的时代已经屈指可数了，随着处理器速度的提高和硬件成本的下降，快速破解DES不再是难事的一天很快会到来。这个病人终于在1998年6月宣布死亡，当时一个叫做EFF的组织使用了一台造价低于25万美元的专用的“DES破解机”宣布它已经攻破了新的DES邀请比赛。攻击所费时间不到三天。EFF还发布了机器的细节，使其他人可以建造自己的破解机。改进之途：三重DES(TDEA) 该算法要执行三次常规的DES加密步骤，但最常用的仅用两个56位DES密钥K1和K2，算法是由”加密-解密-加密”三个步骤组成：※ 用密钥K1进行DES加密使用密钥K2对步骤1结果进行DES解密使用密钥K1对步骤2结果进行DES加密 取K1=K2时实际上就是常规的DES算法了。 缺点是要花费执行DES算法三倍的时间。 非对称加密算法_公开密钥算法用户甲拥有两个对应的密钥用其中一个加密，只有另一个能够解密，两者一一对应用户甲将其中一个私下保存（私钥），另一个公开发布（公钥）如果乙想送秘密信息给甲乙获得甲的公钥乙使用该公钥加密信息发送给甲甲使用自己的私钥解密信息非对称加密算法非对称加密算法的特点性能：效率较慢 – 不适用于 大量的数据加密密钥管理：公钥可以公开、分布式存放常用于：加密数字签名密钥交换加密算法： RSA、ECC、 Diffie-Hellman、 DSA 非对称加密算法的弱点速度慢、资源占用明显 不适合做大数据量数据加密处理常用公开密钥技术：RSA算法由美国麻省理工学院的Rivest，Shamir和Adleman于1978年提出，基于数论。一个简化的示例：用RSA算法将明文中的字母F加密为数41 在接收端用另一种算法和密钥将密文41解密为字母F 最佳的解决方案__组合密码技术使用对称加密算法进行大批量的数据加密，每次产生一个新的随机密钥 使用非对称加密算法传递随机产生的密钥 组合密码技术身份认证身份认证的过程身份证实（Identity Verification） “你是否是你所声称的你？” 身份识别（Identity Recognition） “我是否知道你是谁？” 身份认证的方式固定口令动态口令生物特征识别数字证书 动态口令举例数字证书数字证书（Digital ID），又叫“数字身份证”、“网络身份证”，是由认证中心（ Certification Authority， CA）发放并经认证中心数字签名的，包含公开密钥拥有者以及公开密钥相关信息的一种电子文件，可以用来证明数字证书持有者的真实身份。数字证书的格式一般采用X.509国际标准。 CA 是一个可信的第三方，来确认公钥拥有者的真正身份，签发并管理用户的数字证书。 什么是数字证书? 数字证书使用公开密钥的签名基于公开密钥的数字签名防火墙防火墙是用于将信任网络与非信任网络隔离的一种技术，它通过单一集中的安全检查点，强制实施相应的安全策略进行检查，防止对重要信息资源进行非法存取和访问，以达到保护系统安全的目的。防火墙的基本功能数据包过滤（Packet Filtering） 网络地址转换（Network Address Translation） 应用级代理（Proxy Service） 身份认证（Authentication） 虚拟专用网（Virtual Private Network 防火墙与OSI模型防火墙部署入侵检测系统入侵检测即通过从网络系统中的若干关键节点收集并分析信息，监控网络中是否有违反安全策略的行为或者是否存在入侵行为。它能够提供安全审计、监视、攻击识别和反攻击等多项功能，对内部攻击、外部攻击和误操作进行实时监控，在网络安全技术中起到了重要的作用。 入侵检测系统工作原理：实时监控网络数据，与已知的攻击手段进行匹配，从而发现网络或系统中是否有违反安全策略的行为和遭到袭击的迹象。使用方式：作为防火墙后的第二道防线。 入侵检测的信息收集 系统和网络日志文件 目录和文件中的不期望的改变 程序执行中的不期望行为入侵检测的分类检测方法的分类基于用户行为概率统计模型基于专家系统基于神经网络基于模型推理实现方式的分类基于主机的IDS 基于网络的IDS 入侵检测工具举例入侵检测工具举例 IDS的发展方向—IPS IPS是一种主动的、积极的入侵防范、阻止系统，其设计旨在预先对入侵活动和攻击性网络流量进行拦截，避免其造成任何损失，而不是简单地在恶意流量传送时或传送后才发出警报。它部署在网络的进出口处，当它检测到攻击企图后，它会自动地将攻击包丢掉或采取措施将攻击源阻断。举一个简单的例子，IDS就如同火灾预警装置，火灾发生时，它会自动报警，但无法阻止火灾的蔓延，必须要有人来操作进行灭火。 IPS就像智能灭火装置，当它发现有火灾发生后，会主动采取措施灭火，中间不需要人的干预。 IPS面临的挑战单点故障。设计要求IPS必须以嵌入模式工作在网络中，而这就可能造成瓶颈问题或单点故障。如果IPS出现故障而关闭，所有客户都将无法访问企业网络提供的应用。性能瓶颈。 IPS 是一个潜在的网络瓶颈，不仅会增加滞后时间，而且会降低网络的效率，IPS必须与数千兆或者更大容量的网络流量保持同步，尤其是当加载了数量庞大的检测特征库时，设计不够完善的 IPS 嵌入设备无法支持这种响应速度。 IPS面临的挑战 3. 误报和漏报。在繁忙的网络当中，如果以每秒需要处理十条警报信息来计算，IPS每小时至少需要处理 36000 条警报，一天就是 864000 条。如果入侵特征编写得不是十分完善，那么“误报”就有了可乘之机，导致合法流量也有可能被意外拦截。对于实时在线的IPS来说，一旦拦截了“攻击性”数据包，就会对来自可疑攻击者的所有数据流进行拦截。如果触发了误报警报的流量恰好是某个客户订单的一部分，则这个客户整个会话就会被关闭，而且此后该客户所有重新连接到企业网络的合法访问都会被“尽职尽责”的IPS拦截。 VPN VPN联网方式虚拟的网：即没有固定的物理连接，网络只有用户需要时才建立；利用公众网络设施构成。 VPN基本原理协商VPN隧道对需要传输的数据包进行加密以确保安全封装成IP包形式，通过隧道在网上传输 VPN的功能加密数据，以保证通过公网传输的信息即使被他人截获也不会泄露  信息认证和身份认证，保证信息的完整性、合法性，并能鉴别用户的身份 提供访问控制，不同的用户有不同的访问权限 VPN的特点 VPN的适用范围远程位置众多用户/站点分布广、距离远带宽和时延要求相对适中对线路保密性和可用性有一定要求 VPN不适用范围非常重视传输数据的安全性（专线＋网络加密机）性能第一位，价格第二位采用不常见协议，不能在IP隧道中传输大多数通信是实时通信的应用（语音/视频） VPN企业应用模型隧道协议——IPSec 通过对数据加密、认证、完整性检查来保证数据传输的可靠性、私有性和保密性由IP认证头AH、IP安全载荷封载ESP和密钥管理协议组成  IPSec协议是一个范围广泛、开放的虚拟专用网安全协议，提供所有在网络层上的数据保护，提供透明的安全通信两种模式：隧道模式＋传输模式隧道协议——SSL VPN SSL是一种在Web（HTTP）和TCP/IP之间提供数据连接安全性的协议 所谓的安全连接（握手＋传输）有两个作用 SSL通过数字证书的技术认证对方的身份标识由加密技术实现安全传输在互联网上访问某些网站时也许你会注意到在浏览器窗口的下方会显示一个锁的小图标。这个小锁表示什么意思呢？它表示该网页被SSL保护。 SSL VPN实例 SSL VPN的特点优点 无需安装客户端软件，管理简单方便适用于大多数设备和操作系统（Web，标准浏览器）良好的安全性细粒度的的安全控制可以绕过防火墙和代理服务器进行访问不足依赖因特网只能为访问资源提供有限的安全保障物理(网络)隔离网络隔离技术是在需要交换信息的情况下，实现网络的隔离。其的思路是在必须保证安全的前提下，尽可能互联互通。网络隔离的技术原理，就是断开TCP/IP的OSI数据模型的所有七层，从而消除目前TCP/IP网络存在的攻击。网络隔离的技术路线有三种：网络开关、实时交换和单向连接。安全隔离技术的发展 1988年，最早的物理隔离事件：1988年Morrion蠕虫事件，10%主机遭入侵，MILNET实施与互联网断开。 1995年，作为技术手段的AirGAP 1998年，隔离卡：以色列 Voltaire 公司，2-in-1 PC技术 2000年，注重信息交换的物理隔离技术－安全隔离技术的出现。物理隔离实现技术网络开关：在一个系统里安装两套虚拟系统和一个数据系统，数据被写入到一个虚拟系统，然后交换到数据系统，再交换到另一个虚拟系统。这种系统只适合于简单的文件交换，没有复杂的应用。  实时交换：在两个系统之间，共用一个交换设备，交换设备连接到网络A，得到数据，然后交换到网络B。这种系统适合于实时应用系统。  单向连接：早期指数据向一个方向移动，一般指从安全性高的网络向安全性低的网络移动。这种系统只适合于数据单向迁移。 网闸技术网闸的主要原理是由各自独立的系统分别连接安全和非安全的网络，两套系统之间是一个网闸装置，分时连接两套系统中的数据通路进行数据交换。采用多主机结构设计和专用硬件切断TCP/IP协议通讯，形成网络间的隔离。不接受任何未知来源的主动请求，通过主动请求和专用API接口的方式读取和发送应用数据。隔断了从物理层到应用层所有网络层次的协议通信，为特定应用建立和维护一个专用数据交换机制，无需针对新出现的安全威胁进行监控和更新。 安全隔离技术体系结构网闸模型安全隔离与防火墙的对比 防火墙单主机无专用数据交换硬件允许TCP会话允许外到内不能防止未知攻击高性能对应用透明 网闸多主机(纵深防御) 专用隔离硬件不允许TCP会话不允许外到内最大程度防止未知攻击性能适中需要与应用系统结合安全评估系统安全评估系统工作原理安全评估系统分类基于网络的安全评估产品对关键网络及设备进行安全评估 基于主机的安全评估产品对关键主机进行安全评估 专用安全评估产品如数据库安全评估产品 安全评估主要功能 网络安全评估功能 评估分析结果与报表 服务检查功能 隔离检查功能 实用工具 其他安全技术备份技术归档与存储技术容错技术访问控制技术 VLAN技术 备份技术现有的备份手段磁盘镜像磁盘阵列双机容错数据复制备份的划分数据备份系统备份归档技术归档的概念 就是将数据复制或打包以便进行长时间保存，并为以后的数据分析利用提供检索。归档的方法文件管理软件压缩归档备份系统归档大容量存储设备 存储技术分级存储管理（HSM） 是一个系统在线备份解决方案，利用硬盘、光盘和磁带进行三层存储管理。存储区域网络（SAN） 采用分布式结构，实现集中存储。构建虚拟存储池，实现资源共享。容错技术容错的思想 利用外加资源的冗余技术来掩蔽故障的影响，使系统自动地恢复或者安全停机。容错系统的实现办法空闲备件负载平衡镜像复现冗余系统配件存储系统的冗余 VLAN技术 VLAN在逻辑上等于广播域，使一组最终用户的集合。 VLAN技术 VLAN的划分根据端口定义根据MAC地址定义根据网络协议或者网络层地址定义根据IP广播组定义 VLAN的标准 802.10 VLAN 802.1Q VLAN技术 VLAN的优势减少因网络成员变化所带来的开销可组建虚拟工作组减少了路由器的使用增强网络安全性 网络管理技术网络管理的基本内容网络管理协议网络管理的安全性网络管理包括的内容广义上讲，网络管理包括以下内容：资产管理; 应用管理; 服务管理; 远程管理病毒防治数据备份和灾难恢复其它资源的管理 网络管理包括的内容经典的网络管理的内容包括故障管理配置管理性能管理帐务管理安全管理 网络管理的基本模型网络管理的基本模型网络管理的基本模型网络管理的基本模型 6.2 网络管理的基本内容网络性能管理 网络性能包括带宽利用率、吞吐率降低的程度、通信繁忙的程度、网络瓶颈及响应时间等。性能管理主要应包括以下功能：数据收集功能工作负载监视功能 摘要功能网络管理的基本内容网络的合理配置 现代网络设备是由硬件和设备驱动程序组成的。具体地说，配置管理系统应包括以下功能：视图管理 拓朴管理软件管理网络规划和资源管理网络管理的基本内容网络故障的预警与诊断 所谓故障就是出现大量或者严重错误需要修复的异常情况。OSI定义的有关故障管理的功能：故障警告功能（Alarm Report Function）事件报告管理功能(Event Report Function) 运行日志控制功能（Log Control Function） 测试管理功能（Test Management Function） 确认和诊断测试的分类（Confidence and Daignostic Testing Categories）网络管理的基本内容网络安全管理 安全管理功能包括发现安全漏洞；设计和改进安全策略；根据管理记录产生安全事件报告；以及维护安全业务与管理信息有关的3种安全机制：访问控制安全警告安全审计试验网络管理的基本内容网络计费管理网络计费管理可以划分成3个子过程：使用率度量过程计费处理过程帐单管理过程网络计费管理的3个管理对象：使用率度量控制对象（usage Metering Control Object）使用率度量数据对象（usage Metering Data object）使用率记录（usage Record） 6.3 网络管理协议 ISO制定的标准；针对TCP/IP的SNMP v1/v2/v3； RMON协议； IEEE制定的IEEE802.1bLAN／MAN标准。网络管理协议网络管理技术的发展互连网工程工作组制定的SNMP成为网络管理方面事实上的标准。目前SNMP最新版本为V3，SNMPv3 的重点是安全、可管理的体系结构和远程配置。网络管理技术的一个新的趋势是使用RMON(远程网络监控)。网络管理协议简单网络管理协议的构成管理信息结构（SMI）定义MIB模块的方法管理对象的核心集合（MIB—2） SNMPv1协议的规范文件网络管理协议远程网络监视远程网络监视（Remote network MONitoring）是对 SNMP标准的重要补充，是简单网络管理向互联网管理过渡的重要步骤。RMON扩充了SNMP的管理信息库MIB-2，可以提供有关互联网管理的主要信息，在不改变SNMP协议的条件下增强了网络管理的功能。 6.4 网络管理的安全性 Snmp查询工具 SolarWinds 通过其中的IP Network Browser工具 http://solarwinds.net LANguard Network Scanner www.gfi.com/lannetscan SolarWinds 的IP Network Browser Languard Network Scanner 课程内容信息安全现状网络基础入侵方法分析安全需求和体系安全技术简介网络管理技术信息安全法规与标准第七章 信息安全法规与标准信息安全法规安全管理标准 7.1 信息安全法规数字化生存需要什么法规？信息内容安全网上交易安全电子信息权利如何规范信息内容？如何规范网上行为？美国的信息安全立法信息自由法个人隐私法反腐败行径法伪造访问设备电子通信隐私法计算机欺骗滥用法计算机安全法正当通信法电讯法美国关于密码的法规加密本土可以使用强密码（密钥托管、密钥恢复、TTP）视密码为武器而禁止出口可以出口密钥长度不超过40位的产品后来放宽到128位认证 出口限制比加密要宽松 2000年通过了数字签名法欧洲共同体的立法欧洲共同体是一个在欧洲范围内具有较强影响力的政府间组织。为在共同体内正常地进行信息市场运做，该组织在诸多问题上建立了一系列法律，具体包括：竞争（反托拉斯）法；产品责任、商标和广告规定；知识产权保护；保护软件、数据和多媒体产品及在线版权；数据保护；跨境电子贸易；税收；司法问题等。这些法律若与其成员国原有国家法律相矛盾，则必须以共同体的法律为准（1996年公布的国际市场商业绿皮书， 对上述问题有详细表述。）。 英国的立法 1996年以前，英国主要依据《黄色出版物法》、《青少年保护法 》、《录像制品法 》、《禁止滥用电脑法》和《刑事司法与公共秩序修正条例》惩处利用电脑和互联网络进行犯罪的行为。 1996年9月23日，英国政府颁布了第一个网络监管行业性法规《三R安全规则》。“三R”分别代表分级认定、举报告发、承担责任。法规旨在从网络上消除儿童色情内容和其他有害信息，对提供网络服务的机构、终端用户和编发信息的网络新闻组，尤其对网络提供者作了明确的职责分工。 俄罗斯的立法 1995年颁布了《联邦信息、信息化和信息保护法》。法规强调了国家在建立信息资源和信息化中的责任是“旨在为完成俄联邦社会和经济发展的战略、战役任务，提供高效率、高质量的信息保障创造条件”。法规中明确界定了信息资源开放和保密的范畴，提出了保护信息的法律责任。我国的立法情况基本精神适用于数字空间的国家大法国家条例和管理办法信息系统安全保护条例互联网上网服务营业场所管理条例部门规定和管理办法信息网络国际联网安全保护管理办法计算机信息系统安全专用产品检测和销售许可证管理办法地方政策性文件 7.2 安全管理标准信息安全标准分类与介绍 ISO 17799 《信息安全管理体系标准》 GB17859-1999《计算机信息系统安全保护等级划分准则》信息安全标准分类 目前国际上通行的与网络和信息安全有关的标准，可分成三类 互操作标准 技术与工程标准 网络与信息安全管理标准 信息安全标准介绍互操作标准 对称加密标准DES、3DES、 IDEA、AES 非对称加密标准RSA 传输层加密标准SSL 安全电子交易标准SET 信息安全标准介绍技术与工程标准 信息产品通用测评准则（ISO 15408）安全系统工程能力成熟度模型（SSE-CMM）信息和相关技术控制目标（COBIT）美国TCSEC（橘皮书）信息安全标准介绍网络与信息安全管理标准 BS 7799信息安全管理体系标准 ISO/IEC 17799 ISO/IEC 13335信息技术安全管理标准 ISO/IEC 15408信息技术安全的评估准则》 ISO 17799(BS7799) ISO 17799为信息安全管理提供了推荐措施，那些负责起动、实现或维护机构安全的人员可以使用这些建议。目的是为开发安全标准和有效的安全管理惯例提供一个公共基础，并提供在机构之间进行交易的依据。 GB17859 公安部主持制定、国家质量技术监督局发布的中华人民共和国国家标准GB17859-1999《计算机信息系统安全保护等级划分准则》已1999.9.13正式颁布并于2001年1月1日起实施。计算机信息系统安全保护等级划分准则 GB-17859:1999是建立安全等级保护制度，实施安全等级管理的重要基础性标准。为计算机信息系统安全等级保护管理法规的制定和执法部门的监督检查提供依据；为计算机信息系统安全产品的研制提供技术支持；为安全系统的建设和管理提供技术指导。计算机信息系统安全保护等级划分准则 GB-17859:1999规定了计算机系统安全保护能力的五个等级：第一级 用户自主保护级第二级 系统审计保护级第三级 安全标记保护级第四级 结构化保护级第五级 访问验证保护级 计算机信息系统安全保护等级划分准则定义了计算机信息系统、计算机信息系统可信计算基、客体、主体、敏感标记、安全策略、信道、隐蔽信道、访问监控器；从通用技术要求、管理要求、操作系统技术要求 、网络技术要求和数据库技术要求五个方面详细地描述每个安全等级的要求。计算机信息系统安全保护等级划分准则 GB17859-1999《计算机信息系统安全保护等级划分准则》相关标准计算机信息系统安全等级保护技术要求系列标准计算机信息系统安全等级保护管理要求计算机信息系统安全等级保护工程实施要求计算机信息系统安全等级保护实施管理办法计算机信息系统安全保护等级评测系列标准计算机信息系统安全保护等级划分准则 GB17859-1999技术要求系列标准 GA/T390-2002《计算机信息系统安全等级保护通用技术要求》 GA/T387-2002《计算机信息系统安全等级保护网络技术要求》计算机信息系统安全保护等级划分准则 GB17859-1999技术要求系列标准 GA/T388-2002《计算机信息系统安全等级保护操作系统技术要求》 GA/T389-2002《计算机信息系统安全等级保护数据库管理系统技术要求》 GA/T391-2002《计算机信息系统安全等级保护管理要求》 密码破解实验演示－L0phtCrack 端口扫描实验演示－Nmap NMAP-Stealth Scanning NMAP-扫描操作系统类型 端口扫描实验演示－SuperScan SuperScan-扫描结果 漏洞扫描实验演示－SSS SSS-扫描结果缓冲区溢出攻击实验演示－WebDAV IIS WEBDAV远程缓冲区溢出 WEBDAV攻击成功网络监听实验演示－lrix Irix－协议分析 Irix－敏感信息分析 DOS攻击实验演示－ Xdos Xdos攻击实施 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