计算机网络安全之安全防范分析.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除计算机网络安全技术学 院 ： 电气工程学院 专 业 ： 电子信息工程 姓 名 ： 唐渊波 学 号 ： P081613483班 级 ： 08级电信一班 指导教师 ： 刘文博 此文档仅供学习与交流计算机网络安全防范分析（电气工程学院2008级电子信息工程1班 唐渊波）摘 要：随着计算机网络越来越深入到人们生活中的各个方面，计算机网络的安全性也就变得越来越重要，计算机网络的技术发展相当迅速，攻击手段层出不穷，而计算机网络攻击一旦成功，就会使网络上成千上万的计算机处于瘫痪状态，从而给计算机用户造成巨大的损失。因此，认真研究当今计算机网络存在的安全问题，提高计算机网络安全防范意识是非常紧迫和必要的 。焦点分析了计算机网络安全的主要隐患及攻击的主要方式，从管理和技术的角度就加强计算机网络安全提出了针对性的建议。关键词：计算机网络； 网络安全； 防范措施；防火墙引 言现今高速发展的社会已经进入了21世纪，而21世纪的重要特征就是数字化、网络化和信息化，这是一个以网络为核心的信息时代。Iternet的飞速发展给人类社会的科学与技术带来了巨大的推动与冲击，同时也产生了网络信息与安全的问题。随着经济全球化的发展。随着计算机网络越来越深入到人们生活中的各个方面，计算机网络的安全性也就变得越来越重要。计算机网络的技术发展相当迅速，攻击手段层出不穷。而计算机网络攻击一旦成功，就会使网络上成千上万的计算机处于瘫痪状态，从而给计算机用户造成巨大的损失。因此，认真研究当今计算机网络存在的安全问题，提高计算机网络安全防范意识是非常紧迫和必要的 。焦点分析了计算机网络安全的主要隐患及攻击的主要方式，从管理和技术的角度就加强计算机网络安全提出了针对性的建议。人类生活领域中的广泛应用，针对计算机网络的攻击事件也随之增加。网络已经无所不在的影响着社会的政治、经济、文化、军事、意识形态和社会生活等各个方面。同时在全球范围内，针对重要信息资源和网络基础设施的入侵行为和企图入侵行为的数量仍在持续不断增加，网络攻击与入侵行为对国家安全、经济和社会生活造成了极大的威胁。计算机病毒不断地通过网络产生和传播，计算机网络被不断地非法入侵，重要情报、资料被窃取，甚至造成网络系统的瘫痪等等，诸如此类的事件已给政府及企业造成了巨大的损失，甚至危害到国家的安全。网络安全已成为世界各国当今共同关注的焦点。网络安全的重要性是不言而喻的，因此，对漏洞的了解及防范也相对重要起来。 1 论述安全技术虽然计算机网络给人们带来了巨大的便利，但由于计算机网络具有联结形式多样性、终端分布不均匀性和网络的开放性、互连性等特征，致使网络易受黑客、恶意软件和其他不轨的攻击，所以网上信息的安全和保密是一个至关重要的问题。加强网络安全建设，是关系到企业整体形象和利益的大问题。目前在各企业的网络中都存储着大量的信息资料，许多方面的工作也越来越依赖网络，一旦网络安全方面出现问题，造成信息的丢失或不能及时流通，或者被篡改、增删、破坏或窃用，都将带来难以弥补的巨大损失。而对于政府等许多单位来讲，加强网络安全建设的意义甚至关系到国家的安全、利益和发展。1.1 计算机网络攻击的特点计算机网络攻击具有以下特点：1.巨大损失。由于攻击和入侵的对象是网络上的计算机，所以一旦他们取得成功，就会使网络中成千上万台计算机处于瘫痪状态，从而给计算机用户造成巨大的经济损失。2.威胁社会和国家安全。一些计算机网络攻击者出于各种目的经常把政府要害部门和军事部门的计算机作为攻击目标，从而对社会和国家安全造成威胁。3.手段多样，手法隐蔽。计算机攻击的手段可以说五花八门。网络攻击者既可以通过监视网上数据来获取别人的保密信息；也可以通过截取别人的帐号和口令堂而皇之地进入别人的计算机系统；这些过程都可以在很短的时间内通过任何一台联网的计算机完成。因而犯罪不留痕迹，隐蔽性很强。4.以软件攻击为主。几乎所有的网络入侵都是通过对软件的截取和攻击从而破坏整个计算机系统的。它完全不同于人们在生活中所见到的对某些机器设备进行物理上的摧毁。1.2 几种计算机网络安全问题（1）TCP/IP 协议的安全问题目前网络环境中广泛采用的TCP/IP 协议。互联网技术屏蔽了底层网络硬件细节，使得异种网络之间可以互相通信，正因为其开放性，TCP/IP 协议本身就意味着一种安全风险。由于大量重要的应用程序都以TCP 作为它们的传输层协议，因此TCP 的安全性问题会给网络带来严重的后果。TCP/IP是一个四层的分层体系结构。高层为传输控制协议，它负责聚集信息或把文件拆分成更小的包。这些包通过网络传送到接收端的TCP层，接收端的TCP层把包还原为原始文件。低层是网际协议，它处理每个包的地址部分，使这些包正确的到达目的地。网络上的网关计算机根据信息的地址来进行路由选择。即使来自同一文件的分包路由也有可能不同，但最后会在目的地汇合。 TCP/IP使用客户端/服务器模式进行通信。TCP/IP通信是点对点的，意思是通信是网络中的一台主机与另一台主机之间的。TCP/IP与上层应用程序之间可以说是“没有国籍的”，因为每个客户请求都被看做是与上一个请求无关的。正是它们之间的“无国籍的”释放了网络路径，才是每个人都可以连续不断的使用网络。 许多用户熟悉使用TCP/IP协议的高层应用协议。包括万维网的超文本传输协议（HTTP），文件传输协议（FTP），远程网络访问协议(Telnet)和简单邮件传输协议（SMTP）。这些协议通常和TCP/IP协议打包在一起。 使用模拟电话调制解调器连接网络的个人电脑通常是使用串行线路接口协议（SLIP）和点对点协议（P2P）。这些协议压缩IP包后通过拨号电话线发送到对方的调制解调器中。 与TCP/IP协议相关的协议还包括用户数据包协议（UDP），它代替TCP/IP协议来达到特殊的目的。其他协议是网络主机用来交换路由信息的，包括Internet控制信息协议（ICMP），内部网关协议（IGP），外部网关协议（EGP），边界网关协议（BGP）。（2） 网络结构的安全问题互联网是一种网间网技术。它是由无数个局域网连成的巨大网络组成。当人们用一台主机和另一局域网的主机进行通信时，通常情况下它们之间互相传送的数据流要经过很多机器的重重转发，任何两个节点之间的通信数据包，不仅为这两个节点的网卡所接收，也同时为处在同一以太网上的任何一个节点的网卡所截取。因此，黑客只要接入以太网上的任一节点进行侦测，就可以捕获发生在这个以太网上的所有数据包，对其进行解包分析，从而窃取关键信息。加之互联网上大多数据流都没有进行加密，因此黑客利用工具很容易对网上的电子邮件、口令和传输的文件进行破解，这就是互联网所固有的安全隐患。（3）路由器等网络设备的安全问题路由器的主要功能是数据通道功能和控制功能。路由器作为内部网络与外部网络之间通信的关键设备，严格说来，所有的网络攻击都要经过路由器，但有些典型的攻击方式就是利用路由器本身的设计缺陷展开的，而有些方式干脆就是在路由器上进行的。2 计算机网络安全的相关技术计算机网络安全的实现有赖于各种网络安全技术。从技术上来说，网络安全由安全的操作系统、安全的应用系统、防病毒、防火墙、入侵检测、网络监控、信息审计、通信加密、灾难恢复、安全扫描等多个安全组件组成，一个单独的组件无法确保信息网络的安全性。目前成熟的网络安全技术主要有：防火墙技术、数据加密技术、入侵检测技术、防病毒技术等。2.1防火墙技术防火墙是一个系统或一组系统，在内部网与因特网间执行一定的安全策略，它实际上是一种隔离技术。 一个有效的防火墙应该能够确保所有从因特网流入或流向因特网的信息都将经过防火墙，所有流经防火墙的信息都应接受检查。通过防火墙可以定义一个关键点以防止外来入侵；监控网络的安全并在异常情况下给出报警提示，尤其对于重大的信息量通过时除进行检查外，还应做日志登记；提供网络地址转换功能，有助于缓解IP地址资源紧张的问题，同时，可以避免当一个内部网更换ISP时需重新编号的麻烦；防火墙是为客户提供服务的理想位置，即在其上可以配置相应的WWW和FTP服务等。现有的防火墙主要有：包过滤型、代理服务器型、复合型以及其他类型（双宿主主机、主机过滤以及加密路由器）防火墙。 各类防火墙路由器和各种主机按其配置和功能可组成各种类型的防火墙，主要有：双宿主主机防火墙，它是由堡垒主机充当网关，并在其上运行防火墙软件，内外网之间的通信必须经过堡垒主机；主机过滤防火墙是指一个包过滤路由器与外部网相连，同时，一个堡垒主机安装在内部网上，使堡垒主机成为外部网所能到达的惟一节点，从而确保内部网不受外部非授权用户的攻击；加密路由器对通过路由器的信息流进行加密和压缩，然后通过外部网络传输到目的端进行解压缩和解密。所谓“防火墙”则是综合采用适当技术在被保护网络周边建立的用于分隔被保护网络与外部网络的系统。“防火墙”一方面阻止外界对内部网络资源的非法访问，另一方面也可以防止系统内部对外部系统的不安全访问。实现防火墙的主要技术有：数据包过滤、应用级网关、代理服务和地址转换。2.2数据加密技术从密码体制方面而言，加密技术可分为对称密钥密码体制和非对称密钥密码体制，对称密钥密码技术要求加密、解密双方拥有相同的密钥，由于加密和解密使用同样的密钥，所以加密方和解密方需要进行会话密钥的密钥交换。对称密钥密码技术的应用在于数据加密非对称密钥密码技术是加密、解密双方拥有不同的密钥，在不知道特定信息的情况下，加密密钥和解密密钥在计算机上是不能相互算出的。非对称密钥密码技术的应用比较广泛，可以进行数据加密、身份鉴别、访问控制、数字签名、数据完整性验证、版权保护等。在一些情况下，我们想能够知道数据是否已经被篡改了或被破坏了，这时就需要产生一些校验码，并且把这些校验码插入到数据流中。这样做对数据的防伪与程序本身都是有好处的。但是感染计算机程序的病毒才不会在意这些数据或程序是否加过密，是否有数字签名。因此，在一些反病毒或杀病毒软中一定要使用加密技术。2.3 入侵检测技术入侵检测系统可以分为两类，分别基于网络和基于主机。基于网络的入侵检测系统主要采用被动方法收集网络上的数据。目前，在实际环境中应用较多的是基于主机的入侵检测系统，它把监测器以软件模块的形式直接安插在了受管服务器的内部，它除了继续保持基于网络的入侵检测系统的功能和优点外，可以不受网络协议、速率和加密的影响，直接针对主机和内部的信息系统，同时还具有基于网络的入侵检测系统所不具备的检查特洛伊木马、监视特定用户、监视与误操作相关的行为变化等功能。2.4防病毒技术随着计算机技术的不断发展，计算机病毒变得越来越复杂和高级，其扩散速度也越来越快，对计算机网络系统构成极大的威胁。在病毒防范中普遍使用的防病毒软件，从功能上可以分为网络防病毒软件和单机防病毒软件两大类。计算机网络病毒的防治，单纯依靠技术手段是不可能十分有效地杜绝和防止其蔓延的，只有把技术手段和治理机制紧密结合起来，提高人们的防范意识，才有可能从根本上保护网络系统的安全运行。目前在网络病毒防治技术方面，基本处于被动防御的地位，但治理上应该积极主动。计算机病毒在形式上越来越难以辨别，造成的危害也日益严重，这就要求网络防毒产品在技术上更先进，功能上更全面。从目前病毒的演化趋势来看，网络防病毒产品的发展趋势主要体现在以下几个方面：一是反黑与杀毒相结合；二是从入口拦截病毒；三是提供全面解决方案；四是客户化定制模式；五是防病毒产品技术由区域化向国际化转变。随着计算机网络、数字技术及互联网技术的发展，计算机病毒的危害更是与日俱增。因此，加强计算机病毒的防治、确保计算机信息安全是当前计算机应用过程中的一项重要、迫切的研究任务。3 建议采取的几种安全对策3.1 网络分段网络分段通常被认为是控制网络广播风暴的一种基本手段，但其实也是保证网络安全的一项重要措施。其目的就是将非法用户与敏感的网络资源相互隔离，从而防止可能的非法侦听。3.2 以交换式集线器代替共享式集线器对局域网的中心交换机进行网络分段后，以太网侦听的危险仍然存在。这是因为网络最终用户的接入往往是通过分支集线器而不是中心交换机，而使用最广泛的分支集线器通常是共享式集线器。这样，当用户与主机进行数据通信时，两台机器之间的数据包还是会被同一台集线器上的其他用户所侦听，所以应该以交换式集线器代替共享式集线器，使单播包仅在两个节点之间传送，从而防止非法侦听。3.3 VLAN的划分为了克服以太网的广播问题，除了上述方法外，还可以运用VLAN技术，将以太网通信变为点到点通信，防止大部分基于网络侦听的入侵。在集中式网络环境下，通常将中心的所有主机系统集中到一个VLAN里，在这个VLAN 里不允许有任何用户节点，从而较好地保护敏感的主机资源。在分布式网络环境下，可以按机构或部门的设置来划分VLAN。各部门内部的所有服务器和用户节点都在各自的VLAN 内，互不侵扰。VLAN 内部的连接采用交换实现，而VLAN 与VLAN 之间的连接则采用路由实现。当然，计算机网络安全不是仅有很好的网络安全设计方案就万事大吉，还必须要有很好的网络安全的组织结构和管理制度来保证。要通过组建完整的安全保密管理组织机构，制定严格的安全制度，指定安全管理人员，随时对整个计算机系统进行严格的监控和管理。(1) 基于端口划分的VLAN.这种划分的方法的优点是定义VLAN成员时非常简单，只要将所有的端口都指定义一下就可以了。（2）基于MAC地址划分VLAN这种划分VLAN的方法是根据每个主机的MAC地址来划分，即对每个MAC地址的主机都配置他属于哪个组。这种划分VLAN的方法的最大优点就是当用户物理位置移动时，即从一个交换机换到其他的交换机时，VLAN不用重新配置，所以，可以认为这种根据MAC地址的划分方法是基于用户的VLA。（3）基于网络层划分VLAN这种划分VLAN的方法是根据每个主机的网络层地址或协议类型划分的，这种方法的优点是用户的物理位置改变了，不需要重新配置所属的VLAN，而且可以根据协议类型来划分VLAN，这对网络管理者来说很重要。4 加强管理4.1计算机网络安全的主要隐患 （1） 计算机网络软、硬件技术不够完善由于人类认识能力和技术发展的局限性，在设计硬件和软件的过程中，难免会留下种种技术缺陷，由此造成信息安全隐患。如 Internet 作为全球使用范围最广的信息网，自身协议的开放性虽极大地方便了各种计算机入网，拓宽了共享资源，但 TCP/ IP 协议在开始制定时没有考虑通信路径的安全性，缺乏通信协议的基本安全机制，没有加密、身份认证等功能，在发送信息时常包含源地址、目标地址和端口号等信息。由此导致了网络上的远程用户读写系统文件、执行根和非根拥有的文件通过网络进行传送时产生了安全漏洞。 （2）计算机网络安全系统不够健全 计算机网络系统内部的安全威胁包括以下几个方面：计算机系统及通信线路的脆弱性。系统软硬件设计、配置及使用不当。人为造成的泄漏，如网络机房的管理人员不慎将操作口令泄漏，有意或无意地泄密、更改网络配置和记录信息，磁盘上的机密文件被人利用，临时文件未及时删除而被窃取，等等。 （3） 物理电磁辐射引起的信息泄漏 计算机附属电子设备在工作时能经过地线、电源线、信号线将电磁信号或谐波等辐射出去，产生电磁辐射。电磁辐射物能够破坏网络中传输的数据，这种辐射的来源主要有两个方面，一是网络周围电子设备产生的电磁辐射和试图破坏数据传输而预谋的干扰辐射源；二是网络的终端、打印机或其他电子设备在工作时产生的电磁辐射泄漏。这些电磁信号在近处或者远处都可以被接收下来，经过提取处理，重新恢复出原信息，造成信息泄漏。 （4）网络安全制度不够健全 网络内部的安全需要用完备的安全制度来保障，管理的失败是网络系统安全体系失败的非常重要的原因。网络管理员配置不当或者网络应用升级不及时造成的安全漏洞、使用脆弱的用户口令、随意使用普通网络站点下载的软件、在防火墙内部架设拨号服务器却没有对账号认证等严格限制、用户安全意识不强、将自己的账号随意转借他人或与别人共享等，都会使网络处于危险之中。 4.2计算机网络受攻击的主要形式计算机网络被攻击，主要有六种形式内部窃密和破坏。内部人员有意或无意的泄密、更改记录信息或者破坏网络系统。截收信息。攻击者可能通过搭线或在电磁辐射的范围内安装截收装置等方式，截获机密信息，或通过对信息流和流向、通信频度和长度等参数的分析，推出有用的信息。它不破坏传输信息的内容，所以不易察觉。非法访问。指未经授权使用网络资源或以未授权的方式使用网络资源，主要包括非法用户进入网络或系统进行违法操作和合法用户以未授权的方式进行操作。TCP/IP协议上的某些不安全因素。目前广泛使用TCP/IP协议存在安全漏洞。如IP