网络安全概念的基本研究.doc

河南理工大学万方科技学院毕业论文学校：河南理工大学万方科技学院专业：计算机网络技术年级：09级姓名：任明异学号：200901410175指导老师：李兴旺二一二年 四月论文题目最好加上页眉页脚，背景颜色太深，可以去掉目 录目录居中，关于字体根据学校要求，现在先不用改 前言.2 第一章 网络安全发展历史与现状分析3 1.1因特网的发展及其安全问题3 1.2我国网络安全现状及发展趋势41.3 校园网存在的安全问题4第二章 网络安全概述52.1网络安全的含义52.2 网络安全的属性52.3 网络安全机制52.3.1 网络安全技术机制52.4 网络安全策略62.4.1 安全策略的分类62.4.2 安全策略的配置62.4.3 安全策略的实现流程62.5 网络安全发展趋势6第三章 网络安全问题解决对策73.1计算机安全级别的划分73.1.1 TCSEC简介83.1.2 GB17859划分83.1.3安全等级标准模型83.2 防火墙技术83.2.1防火墙的基本概念与作用83.2.2防火墙的工作原理93.3 反病毒技术113.3.1 计算机病毒的介绍113.3.2 计算机病毒的组成与分类113.3.3 病毒的检测和清除11第四章 校园网络安全体系124.1 校园网络安全规范124.2 安全方案建议124.2.1 校园网络状况分析124.2.2 网络安全目标124.3 校园网络安全技术的应用134.3.1网络攻击的概念134.3.2 建立网络安全模型134.3.3 数据备份方法134.3.4 防火墙技术144.4 校园安全隐患154.5 校园网主动防御体系154.5.1校园网络安全防范体系154.5.2完善安全制度与管理164.6 其他网络安全解决方案164.6.1关闭不必要的端口165.6.2 巩固安全策略17第五章 结束语18参考文献19论文小结19附录202 前 言前沿属于正文内容，应该另一页，一般不要用“回车键”，用分页符计算机网络所具有的开发性、互连性和共享性等特征使网上信息安全存在先天的不足，加上系统软件本身的安全漏洞以及所欠缺的严格管理，致使网络易受黑客，恶意软件的攻击，因此对网络的安全所采取的措施，应能全方位地针对各种威胁，保障网络信息的保密性、完整性和可用性。本文针对目前网络安全存在的威胁，利用计算机网络安全技术知识对网络安全问题进行系统地研究，并在此基础上总结校园网存在的安全问题，通过安全系统需求，进行深入研究，找出存在的威胁，结合网络安全技术和网络攻防技术提出解决方案及措施。第一章 网络安全发展历史与现状分析每一章节都要另一页，字体和格式以后再改。1.11.1因特网的发展及其安全问题 随着计算机技术的发展，在计算机上处理业务已由基于单机的数学运算、文件处理，基于简单连结的内部网络的内部业务处理、办公自动化等发展到基于企业复杂的内部网、企业外部网、全球互联网的企业级计算机处理系统和世界范围内的信息共享和业务处理。在信息处理能力提高的同时，系统的连结能力也在不断的提高。应该是，但在连结信息能力、流通能力提高的同时，基于网络连接的安全问题也日益突出。主要表现在以下方面： （一）网络的开放性带来的安全问题 Internet的开放性以及其他方面因素导致了网络环境下的计算机系统存在很多安全问题。为了解决这些安全问题，各种安全机制、策略、管理和技术被研究和应用。然而，即使在使用了现有的安全工具和技术的情况下，网络的安全仍然存在很大隐患，这些安全隐患主要可以包括为以下几点:要在中文输入法状态 (1)这些编号一般要用word自带的项目编号里面的自动生成 安全机制在特定环境下并非万无一失。比如防火墙，它虽然是一种有效的安全工具，可以隐蔽内部网络结构，限制外部网络到内部网络的访问。但是对于内部网络之间的访问，防火墙往往是无能为力的。因此，对于内部网络到内部网络之间的入侵行为和内外勾结的入侵行为，防火墙是很难发觉和防范的。 (2)安全工具的使用受到人为因素的影响。一个安全工具能不能实现期望的效果，在很大程度上取决于使用者，包括系统管理者和普通用户，不正当的设置就会产生不安全因素。例如，Windows NT在进行合理的设置后可以达到C2级的安全性，但很少有人能够对Windows NT本身的安全策略进行合理的设置。虽然在这方面，可以通过静态扫描工具来检测系统是否进行了合理的设置，但是这些扫描工具基本上也只是基于一种缺省的系统安全策略进行比较，针对具体的应用环境和专门的应用需求就很难判断设置的正确性。 (3)系统的后门是难于考虑到的地方。防火墙很难考虑到这类安全问题，多数情况下，这类入侵行为可以堂而皇之经过防火墙而很难被察觉；比如说，众所周知的ASP源码问题，这个问题在IIS服务器4.0以前一直存在，它是IIS服务的设计者留下的一个后门，任何人都可以使用浏览器从网络上方便地调出ASP程序的源码，从而可以收集系统信息，进而对系统进行攻击。对于这类入侵行为，防火墙是无法发觉的，因为对于防火墙来说，该入侵行为的访问过程和正常的WEB访问是相似的，唯一区别是入侵访问在请求链接中多加了一个后缀。 (4) BUG难以防范。甚至连安全工具本身也可能存在安全的漏洞。几乎每天都有新的BUG被发现和公布出来，程序设计者在修改已知的BUG的同时又可能使它产生了新的BUG。系统的BUG经常被黑客利用，而且这种攻击通常不会产生日志，几乎无据可查。比如说现在很多程序都存在内存溢出的BUG，现有的安全工具对于利用这些BUG的攻击几乎无法防范。 (5)黑客的攻击手段在不断地升级。安全工具的更新速度慢，且绝大多数情况需要人为的参与才能发现以前未知的安全问题，这就使得它们对新出现的安全问题总是反应迟钝。当安全工具刚发现并努力更正某方面的安全问题时，其他的安全问题又出现了。因此，黑客总是可以使用先进的、安全工具不知道的手段进行攻击。 （二）网络安全的防护力脆弱，导致的网络危机 (1) 根据Warroon Research的调查，1997年世界排名前一千的公司几乎都曾被黑客闯入。 (2) 据美国FBI统计，美国每年因网络安全造成的损失高达75亿美元。 (3) Ernst和Young报告，由于信息安全被窃或滥用，几乎80%的大型企业遭受损失。 (4) 最近一次黑客大规模的攻击行动中，雅虎网站的网络停止运行3小时，这令它损失(1) 了几百万美金的交易。而据统计在这整个行动中美国经济共损失了十多亿美金。由于业界人心惶惶，亚马逊(A)、AOL、雅虎(Yahoo!)、eBay的股价均告下挫，以科技股为主的那斯达克指数(Nasdaq)打破过去连续三天创下新高的升势，下挫了六十三点，杜琼斯工业平均指数周三收市时也跌了二百五十八点。（三）网络安全的主要威胁因素 (1)软件漏洞：每一个操作系统或网络软件的出现都不可能是无缺陷和漏洞的。这就使我们的计算机处于危险的境地，一旦连接入网，将成为众矢之的。 (2)配置不当：安全配置不当造成安全漏洞，例如，防火墙软件的配置不正确，那么它根本不起作用。对特定的网络应用程序，当它启动时，就打开了一系列的安全缺口，许多与该软件捆绑在一起的应用软件也会被启用。除非用户禁止该程序或对其进行正确配置，否则，安全隐患始终存在。 (3)安全意识不强：用户口令选择不慎，或将自己的帐号随意转借他人或与别人共享等都会对网络安全带来威胁。(4)病毒：目前数据安全的头号大敌是计算机病毒，它是编制者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或数据，影响计算机软件、硬件的正常运行并且能够自我复制的一组计算机指令或程序代码。计算机病毒具有传染性、寄生性、隐蔽性、触发性、破坏性等特点。因此，提高对病毒的防范刻不容缓。 (5)黑客：对于计算机数据安全构成威胁的另一个方面是来自电脑黑客(backer)。电脑黑客利用系统中的安全漏洞非法进入他人计算机系统，其危害性非常大。从某种意义上讲，黑客对信息安全的危害甚至比一般的电脑病毒更为严重。1.2我国网络安全现状及发展趋势 因特网在我国的迅速普及，我国境内信息系统的攻击事件也正在呈现快速增长的势头。据了解，从1997年底到现在，我国的政府部门、证券公司、银行、ISP, ICP等机构的计算机网络相继遭到多次攻击。因此，加强网络信息安全保障已成为当前的迫切任务。 目前我国网络安全的现状和面临的威胁主要有： (1)计算机网络系统使用的软、硬件很大一部分是国外产品，我们对引进的信息技术和设备缺乏保护信息安全所必不可少的有效管理和技术改造。(1) (2)全社会的信息安全意识虽然有所提高，但将其提到实际日程中来的依然很少。(3)目前关于网络犯罪的法律、法规还不健全。 (4)我国信息安全人才培养还不能满足需要。1.3校园网存在的安全问题 与其它网络一样，校园网也会受到相应的威胁，大体可分为对网络中数据信息的危害和对网络设备的危害。具体来说包括： (1)非授权访问；即对网络设备及信息资源进行非正常使用或越权使用等。 (2)冒充合法用户；即利用各种假冒或欺骗的手段非法获得合法用户的使用权限，以达到占用合法用户资源的目的。 (3)破坏数据的完整性；即使用非法手段，删除、修改、重发某些重要信息，以干扰用户的正常使用。 (4)干扰系统正常运行；指改变系统的正常运行方法，减慢系统的响应时间等手段。 (5)病毒与恶意的攻击；即通过网络传播病毒或进行恶意攻击。除此之外，校园网还面对形形色色、良莠不分的网络资源，如不进行识别和过滤，那么会造成大量非法内容或邮件出入，占用大量流量资源，造成流量堵塞、上网速度慢等问题。许多校园网是从局域网发展来的，由于意识与资金方面的原因，它们在安全方面往往没有太多的设置，这就给病毒和黑客提供了生存的空间。因此，校园网的网络安全需求是全方位的。第二章 网络安全概述2.1网络安全的定义 网络安全从其本质来讲就是网络上信息安全，它涉及的领域相当广泛，这是因为目前的公用通信网络中存在着各式各样的安全漏洞和威胁。广义上讲，凡是涉及到网络上信息的保密性、完整性、可用性和可控性的相关技术和理论，都是网络安全的研究领域。网络安全是指网络系统的硬件，软件及数据受到保护，不遭受偶然或恶意的破坏、更改、泄露，系统连续可靠正常地运行，网络服务不中断1。且在不同环境和应用中又不同的解释。 （1）运行系统安全：即保证信息处理和传输系统的安全，包括计算机系统机房环境和传输环境的法律保护、计算机结构设计的安全性考虑、硬件系统的安全运行、计算机操作系统和应用软件的安全、数据库系统的安全、电磁信息泄露的防御等。 （2）网络上系统信息的安全：包括用户口令鉴别、用户存取权限控制、数据存取权限、方式控制、安全审计、安全问题跟踪、计算机病毒防治、数据加密等。 （3）网络上信息传输的安全：即信息传播后果的安全、包括信息过滤、不良信息过滤等。 （4）网络上信息内容的安全：即我们讨论的狭义的“信息安全”，”；侧重于保护信息的机密性、真实性和完整性。本质上是保护用户的利益和隐私。2.2 网络安全的属性 网络安全具有三个基本的属性：机密性、完整性、可用性。 （1）机密性：是指保证信息与信息系统不被非授权者所获取与使用，主要 范措施是密码技术。 （2）完整性：是指保证信息与信息系统可被授权人正常使用，主要防范措施是确保信息与信息系统处于一个可靠的运行状态之下。2.3 网络安全机制 网络安全机制是保护网络信息安全所采用的措施，所有的安全机制都是针对某些潜在的安全威胁而设计的，可以根据实际情况单独或组合使用。如何在有限的投入下合理地使用安全机制，以便尽可能地降低安全风险，是值得讨论的，网络信息安全机制应包括:技术机制和管理机制两方面的内容。2.3.1 网络安全技术机制 网络安全技术机制包含以下内容： （1）加密和隐藏。加密使信息改变，攻击者无法了解信息的内容从而达到保护；隐藏则是将有用信息隐藏在其他信息中，使攻击者无法发现。 （2）认证和授权。网络设备之间应互认证对方的身份，以保证正确的操作权力赋予和数据的存取控制；同时网络也必须认证用户的身份，以授权保证合法的用户实施正确的操作。 （3）审计和定位。通过对一些重要的事件进行记录，从而在系统中发现错误或受到攻击时能定位错误并找到防范失效的原因，作为内部犯罪和事故后调查取证的基础。 （4）完整性保证。利用密码技术的完整性保护可以很好地对付非法篡改，当信息源的完整性可以被验证却无法模仿时，可提供不可抵赖服务。 （5）权限和存取控制：针对网络系统需要定义的各种不同用户，根据正确的认证，赋予其适当的操作权力，限制其越级操作。 （6）任务填充：在任务间歇期发送无用的具有良好模拟性能的随机数据，以增加攻击者通过分析通信流量和破译密码获得信息难度。2.3.2 网络安全管理机制 网络信息安全不仅仅是技术问题，更是一个管理问题，要解决网络信息安全问题，必须制定正确的目标策略，设计可行的技术方案，确定合理的资金技术，采取相应的管理措施和依据相关法律制度。2.4 网络安全策略 策略通常是一般性的规范，只提出相应的重点，而不确切地说明如何达到所要的结果，因此策略属于安全技术规范的最高一级。2.4.1 安全策略的分类 安全策略分为基于身份的安全策略和基于规则的安全策略种。基于身份的安全策略是过滤对数据或资源的访问，有两种执行方法：若访问权限为访问者所有，典型的作法为特权标记或特殊授权，即仅为用户及相应活动进程进行授权；若为访问数据所有则可以采用访问控制表（ACL）。这两种情况中，数据项的大小有很大的变化，数据权力命名也可以带自己的ACL3。 基于规则的安全策略是指建立在特定的，个体化属性之上的授权准则，授权通常依赖于敏感性。在一个安全系统中，数据或资源应该标注安全标记，而且用户活动应该得到相应的安全标记。2.4.2 安全策略的配置 开放式网络环境下用户的合法权益通常受到两种方式的侵害：主动攻击和被动攻击，主动攻击包括对用户信息的窃取，对信息流量的分析。根据用户对安全的需求才可以采用以下的保护： （1）身份认证；检验用户的身份是否合法、防止身份冒充、及对用户实施访问控制数据完整性鉴别、防止数据被伪造、修改和删除。 （2）信息保密；防止用户数据被泄、窃取、保护用户的隐私。 （3）数字签名；防止用户否认对数据所做的处理。 （4）访问控制；对用户的访问权限进行控制。 （5）不可否认性；也称不可抵赖性，即防止对数据操作的否认。2.4.3 安全策略的实现流程 安全策略的实现涉及到以下及个主要方面： （1）证书管理。主要是指公开密银证书的产生、分配更新和验证。 （2）密银管理。包括密银的产生、协商、交换和更新，目的是为了在通信的终端系统之间建立实现安全策略所需的共享密银。 （3）安全协作。是在不同的终端系统之间协商建立共同采用的安全策略，包括安全策略实施所在层次、具体采用的认证、加密算法和步骤、如何处理差错。 （4）安全算法实现：具体算法的实现，如PES、RSA. （5）安全策略数据库：保存与具体建立的安全策略有关的状态、变量、指针。2.5 网络安全发展趋势 总的看来，对等网络将成为主流，与网格共存。网络进化的未来绿色网络呼唤着新的信息安全保障体系。 国际互联网允许自主接入，从而构成一个规模庞大的，复杂的巨系统，在如此复杂的环境下，孤立的技术发挥的作用有限，必须从整体的和体系的角度，综合运用系统论，控制论和信息论等理论，融合各种技术手段，加强自主创新和顶层设计，协同解决网络安全问题。保证网络安全还需严格的手段，未来网络安全领域可能发生三件事，其一是向更高级别的认证转移；其二，目前存储在用户计算机上的复杂数据将“向上移动”，由与银行相似的机构确保它们的安全；第三，是在全世界的国家和地区建立与驾照相似的制度，它们在计算机销售时限制计算机的运算能力，或要求用户演示在自己的计算机受到攻击时抵御攻击的能力。第三章 网络安全问题解决对策3.1计算机安全级别的划分3.1.1 TCSEC简介 1999年9月13日国家质量技术监督局公布了我国第一部关于计算机信息系统安全等级划分的标准“计算机信息系统安全保护等级划分准则”（GB17859-1999）。而国外同标准的是美国国防部在1985年12月公布的可信计算机系统评价标准TCSEC(又称桔皮书)。在TCSEC划分了7个安全等级：D级、C1级、C2级、B1级、B2级、B3级和A1级。其中D级是没有安全机制的级别，A1级是难以达到的安全级别，如表所示：表3-1网络安全等级及安全级别的性能要求安全级别名 称说明D1酌情安全保护对硬件和操作系统几乎无保护，对信息的访问无控制C1自选安全保护由用户注册名和口令的组合来确定用户对信息的访问权限B1被标签的安全性保护为强制性访问控制，不允许文件的拥有者改变其许可权限B2结构化保护要求对计算机中所有信息加以标签，并且对设备分配单个或多个安全级别B3安全域保护使用安全硬件的方法来加强域的管理终端与系统的连接途径可信任A核实保护系统不同来源必须有安全措施必须在销售过程中实施下面对下各个安全级别进行介绍： (1)D类安全等级：D类安全等级只包括D1一个级别。D1的安全等级最低。D1系统只为文件和用户提供安全保护。D1系统最普通的形式是本地操作系统，或者是一个完全没有保护的网络。 (2)C类安全等级：该类安全等级能够提供审慎的保护，并为用户的行动和责任提供审计能力。C类安全等级可划分为C1和C2两类。C1系统的可信任运算基础体制（Trusted Computing Base，TCB）通过将用户和数据分开来达到安全的目的。在C1系统中，所有的用户以同样的灵敏度来处理数据，即用户认为C1系统中的所有文档都具有相同的机密性。C2系统比C1系统加强了可调的审慎控制。在连接事件和资源隔离来增强这种控制。C2系统具有C1系统中所有的安全性特征。 (3)B类安全等级：B类安全等级可分为B1、B2和B3三类。B类系统具有强制性保护功能。强制性保护意味着如果用户没有与安全等级相连，系统就不会让用户存取对象。B1系统满足下列要求：系统对网络控制下的每个对象都进行灵敏度标记；系统使用灵敏度标记作为所有强迫访问控制的基础；系统在把导入的、非标记的对象放入系统前标记它们；灵敏度标记必须准确地表示其所联系的对象的安全级别；当系统管理员创建系统或者增加新的通信通道或I/O设备时，管理员必须指定每个通信通道和I/O设备是单级还是多级，并且管理员只能手工改变指定；单级设备并不保持传输信息的灵敏度级别；所有直接面向用户位置的输出（无论是虚拟的还是物理的）都必须产生标记来指示关于输出对象的灵敏度；系统必须使用用户的口令或证明来决定用户的安全访问级别；系统必须通过审计来记录未授权访问的企图。B2系统必须满足B1系统的所有要求。另外，B2系统的管理员必须使用一个明确的、文档化的安全策略模式作为系统的可信任运算基础体制。B2系统必须满足下列要求：系统必须立即通知系统中的每一个用户所有与之相关的网络连接的改变；只有用户能够在可信任通信路径中进行初始化通信；可信任运算基础体制能够支持独立的操作者和管理员。B3系统必须符合B2系统的所有安全需求。B3系统具有很强的监视委托管理访问能力和抗干扰能力。B3系统必须设有安全管理员。B3系统应满足以下要求:(a)B3必须产生一个可读的安全列表，每个被命名的对象提供对该对象没有访问权的用户列表说明；(b)B3系统在进行任何操作前，要求用户进行身份验证；(c)B3系统验证每个用户，同时还会发送一个取消访问的审计跟踪消息；设计者必须正确区分可信任的通信路径和其他路径；可信任的通信基础体制为每一个被命名的对象建立安全审计跟踪；可信任的运算基础体制支持独立的安全管理。 (4)A类安全等级：A系统的安全级别最高。目前，A类安全等级只包含A1一个安全类别。A1类与B3类相似，对系统的结构和策略不作特别要求。A1系统的显著特征是，系统的设计者必须按照一个正式的设计规范来分析系统。对系统分析后，设计者必须运用核对技术来确保系统符合设计规范。A1系统必须满足下列要求：系统管理员必须从开发者那里接收到一个安全策略的正式模型;所有的安装操作都必须由系统管理员进行；系统管理员进行的每一步安装操作都必须有正式文档。3.1.2 GB17859划分GB17859把计算机信息安全保护能力划分为五个等级，它们是：第一级 系统自我保护级；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。本标准适用计算机信息系统安全保护技术能力等级的划分。计算机信息系统安全保护能力随着安全保护等级的增高，逐渐增强。3.1.3安全等级标准模型 计算机信息系统的安全模型主要又访问监控器模型、军用安全模仿和信息流模型等三类模型，它们是定义计算机信息系统安全等级划分标准的依据。 （1）访问监控模型：是按TCB要求设计的，受保护的客体要么允许访问，要么不允许访问。 （2）常用安全模型：是一种多级安全模型，即它所控制的信息分为绝密、机密、秘密和无密4种敏感级。 （3）信息流模型：是计算机中系统中系统中信息流动路径，它反映了用户在计算机系统中的访问意图。信息流分直接的和间接的两种。3.2 防火墙技术 随着网络安全问题日益严重，网络安全技术和产品也被人们逐渐重视起来，防火墙作为最早出现的网络安全技术和使用量最大的网络安全产品，受到用户和研发机构的亲睐。3.2.1防火墙的基本概念与作用 防火墙是指设置在不同网络或网络安全域之间的一系列部件的组合，它执行预先制定的访问控制策略，决定了网络外部与网络内部的访问方式。在网络中，防火墙实际是一种隔离技术，它所执行的隔离措施有： （1）拒绝未经授权的用户访问内部网和存取敏感数据。 （2）允许合法用户不受妨碍地访问网络资源。 而它的核心思想是在不安全的因特网环境中构造一个相对安全的子网环境，其目的是保护一个网络不受另一个网络的攻击，所以防火墙又有以下作用： （1）作为网络安全的屏障。一个防火墙作为阻塞节点和控制节点能极大地提高一个内部网络的安全性，并通过过滤不安全的服务而降低风险，只有经过精心选择的应用协议才能通过防火墙，所以网络环境变得更安全。 （2）可以强化网络安全策略。通过以防火墙为中心的安全方案配置，能将所有的安全软件配置在防火墙上，体现集中安全管理更经济。 （3）对网络存取和访问进行监控审计。如果所有的访问都经过防火墙，那么，防火墙就能记录下这些访问并做出日志记录，同时也能提供网络使用情况的统计数据，当发生可疑动作时，防火墙能进行适当的报警，并提供网络是否受到监测和攻击的详细信息。 （4）防止内部信息的外泄。通过利用防火墙对内部网络的划分，可实现内部网重点网段的隔离，从而限制了局部重点或敏感网络安全问题对全局网络造成的影响。 （5）支持具有因特网服务性的企业内部网络技术体系VPN。3.2.2 防火墙的工作原理从防火墙的作用可以看出，防火墙必须具备两个要求：保障内部网安全和保障内部网和外部网的联通。因此在逻辑上防火墙是一个分离器、限制器、分析器。有效地监控了内部网和外部网的任何活动，保证了内部网络的安全，其一般逻辑位置如图3-2所示。 图3-2 防火墙的逻辑示意图 防火墙根据功能实现在TCP/IP网络模型中的层次，其实现原理可以分为三类：在网络层实现防火墙功能为分组过滤技术；在应用层实现防火墙功能为代理服务技术；在网络层，IP层，应用层三层实现防火墙为状态检测技术。（1）分组过滤技术 实际上是基于路由器技术，它通常由分组过滤路由器对IP分组进行分组选择，允许或拒绝特定的IP数据包，工作于IP层。如表3-3 所示。表3-3 分组过滤技术工作特点 过滤一般基于一个IP分组的以下各域：第一、源/目的IP地址；第二、TCP/UDP源/目的端口。前者的过滤，即根据制定的安全规则，过滤掉具有特定IP地址的数据分组，从而保护内部网络；后者则是为分组过滤提供了更大的灵活性。（2）代理服务技术 以一个高层的应用网关作为代理服务器，接受外来的应用连接请求，在代理服务器上进行安全检查后，再与被保护的应用服务器连接，使外部用户可以在受控制的前提下使用内部网络的服务。代理服务技术工作在应用层，其工作情况如表3-3所示。 表3-3 代理服务技术工作原理 由于代理服务作用于应用层，它能解释应用层上的协议，能够作复杂和更细粒度的访问控制；同时，由于所有进出服务器的客户请求必须通过代理网关的检查，可以作出精细的注册和审计记录，并且可以与认证、授权等安全手段方便地集成，为客户和服务提供更高层次的安全保护。（3）状态检测技术 此技术工作在IP/TCP/应用层，它结合了分组过滤和代理服务技术的特点，它同分组过滤一样，在应用层上检查数据包的内容，分析高层的协议数据，查看内容是否符合网络安全策略。3.3 反病毒技术3.3.1 计算机病毒的介绍 计算机病毒就是能够通过某种途径潜伏在计算机存储介质里，当达到某种条件时，即被激活的具有对计算机资源进行破坏作用的一组程序或指令集合。随着计算机技术的发展尤其是网络技术的普及，计算机病毒进入了一个新的阶段-网络蠕虫病毒暴发阶段，2001至今，网络蠕虫已经成为网络病毒的主流。3.3.2 计算机病毒的组成与分类 经对目前出现的计算机病毒的分析发现，所有计算机病毒都是由三部分组成的，即病毒引导模块、病毒传染模块和病毒表现模块。 （1）引导模块：负责将病毒引导到内存，并向系统中请求一定的存储空间，对相应的存储空间实施保护，以防止其他程序覆盖，并且修改系统的一些功能入口，在这些入口处引导病毒传染模块和病毒实现模块。 （2）传染模块：它是整个病毒程序的核心，传染模块又分为两部分：判断部分、传染部分。 （3）表现模块：包括病毒触发条件判断和具体表现。而从技术来分可以分为：网络病毒、邮件病毒、文件型病毒、宏病毒、引导型病毒、变体病毒、混合型病毒、其它类型病毒（java,pdf,图文病毒）19。3.3.3 病毒的检测和清除想要知道自己的计算机中是否染有病毒，可以根据以下几种情况来做简单判断。 （1）计算机执行速度越来越慢。 （2）系统出现莫名其妙的死机或者重启。 （3）网络速度变慢或者出现一些陌生的网络连接。 （4）文件夹无缘无故多了一些文件。 （5）突然出现蓝屏或无端黑屏等。除此以外，还可以用几种专业手段来检查：(1)比较法 用原始备份与被检测的引导扇区或被监测的文件进行比较，比较时可以靠打印的代码清除。(2)搜索法 利用每一种计算机病毒体含有的特定字符串对被检测的对象进行扫描。如果在被检测对象内部发现了某一种特定字符串，就表明发现了该字符串所代表的计算机病毒。(3)分析法 计算机病毒检测分析法是防杀计算机病毒工作中不可缺少的重要技术，需要专门人员对各种病毒详尽地分析。(4)人工智能陷阱技术和宏病毒陷阱技术 人工智能陷阱是一种监测计算机行为的常驻或扫描技术。它将所有的计算机病毒所产生的行为归纳起来，一旦发现内存中的程序有任何不当的行为，系统就会有所警觉，并告知使用者；宏病毒陷阱技术是结合了搜索法和人工智能陷阱技术，依行为模式来侦测已知及未知的宏病毒。(5)软件仿真扫描法 软件仿真技术是成功地仿真CPU执行，在DOS虚拟机下伪执行计算机病毒程序，安全并确定地将其解密使其显露本来的面目，再加以扫描。第四章 校园网络安全体系 通过以上对网络攻击分析和防范的设计，校园网络也会面临同样的威胁，所以我们在知道网络功防基础上应该构筑校园网络安全体系，要从两个方面着手：一是采用一定的技术；二是不断改进管理方法。 从技术角度看，目前常用的安全手段有内外网隔离技术、加密技术、身份认证、访问控制、安全路由等，这些技术对防止非法入侵系统起到了一定的防御作用。防火墙作为一种将内外网隔离的技术，普遍运用于校园网安全建设中24。4.1 校园网络安全规范 在校园网的需求来讲，校园的网络安全是指利用各种网络监控和管理技术措施，对网络系统的硬件、软件及系统中的数据资源实施保护，使其不会因为一些不利因素而遭到破坏，从而保证网络系统连续、安全、可靠地运行。 校园网分为内部网和互联网两部分，技术上采用虚拟网管理。一般用户不提供与internet直接相连，需要直接连接的用户应向校园网管理委员会提出申请，获准后由网络中心分配IP地址并提供相应的入网软硬件，具有直接连接权限的用户应与校园网管中心签定保密协议书，并自觉接受网络安全员的检查。 学校网络中心负责网络设备的运行管理，信息中心负责网络资源，用户帐户肯安全管理，系统管理员口令绝对保密，根据用户需求严格控制，合理分配用户权限。网络用户口令应经常更新，防杀病毒软件本身无毒，向学生开放的教学实验室应禁止使用软驱和光驱，以杜绝病毒的传播。 校园网络信息系统以自行开发为主，系统软件应对访问权限严格限制，对不同操作人员，不同信息的内容需按等级分设口令。 学校信息系统采用客户/服务器结构，数据由网络信息中心及网络管理部门进行定期备份，对备份后的数据应有专人保管，确保发生意外情况时能及时恢复系统运行，加强监督管理工作，使用过程中的重要信息记录要保存到事故文件中，以便掌握使用情况，发生可疑现象，及时追查安全事故责任。4.2 安全方案建议4.2.1 校园网络状况分析（1）资源分布和应用服务体系 校园网络可向网络用户提供：域名服务（DNS），电子邮件服务（E-mail）,远程登录（telnet），文件传输服务（ftp）,电子广告牌，BBS，电子新闻，WWW以及信息收集，存储，交换，检索等服务。（2）网络结构的划分 整个网络是由各网络中心，和园区内部网络通过各种通信方式互联而成的，所有网络可归纳为由连接子网、公共子网、服务子网、内部网四个部分组成。这四部分组成一个独立单位的局域网，然后通过广域连接与其他网络连接。4.2.2 网络安全目标 为了增加网络胡安全性，必须对信息资源加以保护，对服务资源加以控制肯管理。（1）信息资源 a:公众信息；即不需要访问控制。 b:内部信息；即需要身份验证以及根据根据身份进行访问控制。 C:敏感信息；即需要验证身份和传输加密。（2）服务资源包括：内部服务资源、公众服务资源 内部服务资源：面向已知客户，管理和控制内部用户对信息资源的访问。 公众服务资源：面向匿名客户，防止和抵御外来的攻击。4.3 校园网络安全技术的应用4.3.1网络攻击的概念 校园网的网络攻击主要来自internet中,所以对网络的攻击可以分为两种基本的类型，即服务攻击与非服务攻击。（1）服务攻击 指对为网络提供某种服务的服务器发起攻击，遭成该网络的“拒绝服务”，使网络工作部正常。拒绝服务攻击将会带来消耗带宽、消耗计算资源、使系统和应用崩溃等后果，它是阻止针对某种服务的合法使用者访问他有权的服务。（2）非服务攻击 非服务攻击是针对网络层等低层协议进行的，攻击者可能使用各种方法对网络通信设备发起攻击，使得网络通信设备工作严重阻塞或瘫痪，导致一个局域网或更多的网布能正常工作。与服务攻击相比，非服务攻击与特定服务无关，它往往利用协议或操作系统实现协议时的漏洞来达到目的。（3）非授权访问 非授权访问是指存储在联网计算机中的信息或服务被未授权的网络用户非法使用，或者被授权用户越权滥用。 网络的非法用户可以通过猜测用户口令，窃取口令的办法，或者设法绕过网络安全认证系统来冒充合法用户，非法查看、下载、修改、删除未授权访问的信息，以及使用未授权的网络服务。访问授权一般是由计算机操作系统、数据库管理系统、应用软件与网络操作系统和防火墙来共同保障，通常采用的方法是用户访问权限设置、用户口令加密、用户身份认证、数据加密与结点地址过滤等。4.3.2 建立网络安全模型 通信双方在网络上传输信息时，需要先在发送和接收方之间建立一条逻辑通道。为了在开放的网络环境中安全地传输信息，需要对信息提供安全机制和安全服务，如图5-1所示。信息的安全传输包括两个基本部分： （1）对发送的信息进行安全转换（如信息加密），实现信息的保密性。或者附加一些特征信息，以便进行发送方身份验证。 （2）发送和接收双方共享的某些信息（如加密密钥），这些信息除了对可信任的第三方外，对于其他用户是保密的。4.3.3 数据备份方法 数据备份有多种实现形式，从不同的角度可以对备份进行不同的分类：从备份模式来看，可以分为物理备份和逻辑备份；从备份策略来看，可以分为完全备份、增量备份和差异备份；根据备份服务器在备份过程中是否可以接收用户响应和数据更新，又可以分为离线备份和在线备份。（1）逻辑备份 逻辑备份也可以称作“基于文件的备份”。每个文件都是由不同的逻辑块组成的，每个逻辑块存储在连续的物理磁盘块上，基于文件的备份系统能识别文件结构，并拷贝所有的文件和目录到备份资源上。系统顺序读取每个文件的物理块，然后备份软件连续地将文件写入到备份介质上，从而使得每个单独文件的恢复变得更快。（2）物理备份。 物理又称“基于块的备份”或“基于设备的备份”，其在拷贝磁盘块到备份介质上时忽略文件结构，从而提高备份的性能。因为备份软件在执行过程中，花费在搜索操作上的开销很少。（3）完全备份 完全备份是指整个系统或用户指定的所有文件数据进行一次全面的备份，这是一种最基本，也是最简单的备份方式。这种备份方式的好处就是很直观，容易理解。如果在备份间隔期间出现数据丢失等问题，可以只使用一份备份文件快速地恢复所丢失的数据。（4）增量备份 为了解决上述完全备份的两个缺点，出现了更快、更小的增量备份。增量备份只备份相对于上次备份操作以来新创建或者更新过的数据。因为在特定的时间段内只有少量的文件发生改变，没有重复的备份数据，因此既节省空间，又缩短了备份的时间。因而这种备份方法比较经济，可以频繁地进行。（5）差异备份 差异备份即备份上一次完全备份后产生和更新的所有新的数据。它的主要目的是将完全恢复时涉及到备份记录数量限制在两个，以简化恢复的复杂性。4.3.4 防火墙技术 防火墙是在网络之间通过执行控制策略来保护网络的系统，它包括硬件和软件。设置防火墙的目的是保护内部网络资源不被外部非授权用户使用。防火墙的功能包括：（1）检查所有从外部网络进入内部网络流出到外部网络的数据包。（2）执行安全策略，限制所有不符合安全策略要求的数据包通过。（3）具有防攻击能力，保证自身的安全性。 防火墙是一个由软件与硬件组成的系统。由于不同内部网的安全策略与防护目的不同，防火墙系统的配置与实现方式也有很大的区别。简单的一个包过滤路由器或应用网关、应用代理服务器都可以作为防火墙使用。4.4 校园安全隐患当时，校园网络主要存在的安全隐患和漏洞有： （1）校园网通过CERNET与Internet相连，在享受Internet方便快捷的同时，也面临着遭遇攻击的风险。 （2）校园网内部也存在很大的安全隐患，由于内部用户对网络的结构和应用模式都比较了解，因此来自内部的安全威胁更大一些。而现在，黑客攻击工具在网上十分常见，一般人员并不需要很复杂的知识就能用，所以存在很大的危险。 （3）目前使用的操作系统存在安全漏洞，对网络安全构成了威胁。大学的网络服务器安装的操作系统有WindowsNT/Windows2000、Unix、Linux等，这些系统安全风险级别不同，例如WINNT/WIN2000的普遍性和可操作性使得它也是最不安全的系统：本身系统的漏洞、浏览器的漏洞、IIS的漏洞；Unix由于其技术的复杂性导致高级黑客对其进行攻击：自身安全漏洞（RIP路由转移等）、服务安全漏洞、Unix自身的病毒等等，这些都对原有网络安全构成威胁。 （4）随着校园内计算机应用的大范围普及，接入校园网节点日渐增多，而这些节点大部分都没有采取一定的防护措施，随时有可能造成病毒泛滥、信息丢失、数据损坏、网络被攻击、系统瘫痪等严重后果。由此可见，构筑具有必要的信息安全防护体系，建立一套有效的网络安全体系显得尤其重要。4.5 校园网主动防御体系 校园网的安全威胁既有来自校内的，也有来自校外的。在设计校园网网络安全系统时，首先要了解学校的需要和目标，制定安全策略，需要注意的是，网络上的业务目标、安全策略与安全设计之间的关系是一体的。因此网络安全防范体系应该是动态变化的，在完成安全防范体系的设计后，必须不断适应安全环境的变化，以保证网络安全防范体系的良性发展，确保它的有效性和先进性。4.5.1校园网络安全防范体系 安全模型中的安全策略、防护、检测、响应始终贯穿着安全技术和安全管理两个方面的重要内容，校园网络安全防范体系构建是以安全策略为核心,防护，检测和响应为实施方法,并通过安全培训加强所有人员的安全意识，完善安全体系安全单元环境。安全体系的示意图如图5-3所示。图5-3 安全防范体系针对以上校园网网络安全体系应用以下安全技术来实现： （1）配置防火墙和入侵检测系统 在校园网的进口处架设了防火墙和网络入侵检测系统。防火墙作为一种将内外网隔离的技术， 普遍运用于校园网安全建设中。防火墙可以有效地隔离内部网与外部网， 保护校园内部网络免遭非法的侵入。网络安全检测工具是一个网络安全性评估分析软件，不时的扫描分析网络系统， 网络管理员根据检测的报告系统分析存在的弱点和漏洞，及时采取补救措施，以达到增强网络安全性的目的。基于网络的入侵检测系统，对监视网段中的各种数据包进行特征分析，会根据产品中配置规则情况录取是否发出警报或直接切断网络连接。 （2）采用V L A N技术 按学校各部门拥有不同的应用业务以及不同的安全级别，有限制非法访问可以运用 V L A N技术。如使用三层交换机基于端口划分技术将网络分段并进行隔离，实现访问控制。 （3）配置代理服务器 在计算机中心学生机房配置访问控制列表，使用二级防火墙，并利用代理软件配置代理服务器，在代理服务器上安装双网卡，连接外网的网卡使用公网I P地址，连接内网的网卡使用私有地址，学生客户机 I P地址与代理服务器内网 I P地址在同一网段，网关 I P为代理服务器内网 I P地址。机房机器通过代理服务器连接互联网，可以控制前往I n t e me t 的所有用户的流量。 （4）安装杀毒软件 在整个校园网中只要有可能感染和传播病毒的地方都采取相应的防病毒手段，安装相适应的防杀毒软件，有效地防止病毒在校园网上感染、传播和发作。对防病毒软件要有效、快速地升级病毒定义码和扫描引擎。网络的安全管理是一个长期的、动态的过程。本网络系统的安全性还存在不少问题，比如说防止网络攻击方面， 尽管使用了入侵检测系统和防火墙的联动技术，但是，目前的入侵检测系统对未知的攻击检测能力较弱，且存在误报率太高的缺点。这些问题有待我们作进一步的探讨和改进，不断的分阶段完善安全防范体系。 （5）制定安全策略 安全策略是赋予了组织机构技术人员或信息资产使用权的人员必须履行的准则的正规陈述它是一个成功的网络安全体系的基础与核心。业务需求和风险分析是安全策略的主要制定依据。校园网络的安全策略是依据校园网的业务需求描述了校园网近期安全目标和长期安全目标，以及安全风险评估分析，不同安全评估标准中保护对象的安全等级方面的内容。 4.5.2完善安全制度与管理 安全管理贯穿整个安全防范体系，是安全防范体系的核心，代表了安全防范体系中人的因素。网络系统的安全性不只是技术方面的问题，如果日常管理上没有相应规章制度来管理约束，再先进的软件技术, 硬件设备对网络系统的安全来说也是不安全的。一个有效的安全防范体系应该是以安全策略为核心，以安全技术为支撑，以安全管理为落实,安全管理主要是对安全技术和安全策略的管理， 安全策略为安全管理提供管理方向，安全技术是辅助安全管理的措施。当网络出现攻击行为或其它一些安全威胁时，无法进行实时的检测、监控、报告与预警。同时，当事故发生后，也无法提供黑客攻击行为的追踪线索，即缺乏对网络的可控性与可审查性。这就要求网络管理员经常通过网络攻击扫描器提前识别弱点区域，入侵检测系统监控和响应安全事件，必须对站点的访问活动进行多层次的记录，及时发现非法入侵行为。 安全管理主要是对安全策略的一系列实施操作，这些操作是构建网络安全体系必不可少的。没有完善的安全管理体系，很难保证网络系统的安全。必须制定详细的安全管理制度，如机房管理制度、病毒防范制度等，并采 取切实有效的措施保证制度的执行。学院网络安全防范体系建立以后，学院的网络控制中心负责网络设备的运行管理，信息中心