信息安全概论教案

课时授课计划—学年第学期第周授课日期月日星期月日星期月日星期月日星期月日星期班级基本课题信息安全概论教学目的与要求：了解信息安全的重要性，掌握信息安全的相关概念。教学重点：信息的性质、定义。教学难点：信息的分类作业及参考书：《信息安全概论》作业见教案教具：多媒体、黑板课堂类型：课堂讲授教学过程：信息安全概论一、引入（约5分钟）以“信息的重要性，信息化社会的概念，电子商务专业学生将来的就业方向”作为切入点引进新课。二、教学进程设计第一章 概述（约10分钟）内容提要信息的定义、性质和分类信息技术小结信息安全概述信息安全威胁信息安全的实现小结信息成为人类社会必须的重要资源信息安全是社会稳定安全的必要前提条件信息安全——关注信息本身的安全，以防止偶然的或未授权者对信息的恶意泄露、修改和破坏，从而导致信息的不可靠或无法处理等问题，使得我们在最大限度地利用信息为我们服务的同时而不招致损失或使损失最小。1.1信息的定义、性质和分类（约40分钟）1.1.1信息的概念1928年哈特莱（L.V.R.Hartley）：选择通信符号的方式，且用选择的自由度来计量这种信息的大小1948年，美国数学家仙农（C.E.Shannon）：信息是用来减少随机不定性的东西。1948年维纳（N.Wiener），认为“信息是人们在适应外部世界，并且这种适应反作用于外部世界的过程中，同外部世界进行互相交换的内容的名称”。1975年，意大利学者朗高（G.Longo）认为“信息是反映事物的形式、关系和差别的东西，它包含在事物的差异之中，而不在事物本身”1988年，我国信息论专家钟义信教授在《信息科学原理》一书中把信息定义为：事物的运动状态和状态变化的方式。并通过引入约束条件推导了信息的概念体系，对信息进行了完整和准确的描述。信息的相关概念信息不同于消息，消息是信息的外壳，信息则是消息的内核，也可以说：消息是信息的笼统概念，信息则是消息的精确概念。信息不同于信号，信号是信息的载体，信息则是信号所载荷的内容。信息不同于数据，数据是记录信息的一种形式，同样的信息也可以用文字或图像来表述。当然，在计算机里，所有的多媒体文件都是用数据表示的，计算机和网络上信息的传递都是以数据的形式进行，此时信息等同于数据。信息不同于情报，情报通常是指秘密的、专门的、新颖的一类信息；可以说所有的情报都是信息，但不能说所有的信息都是情报。信息也不同于知识，知识是由信息抽象出来的产物，是一种具有普遍和概括性的信息，是信息的一个特殊的子集。也就是说：知识就是信息，但并非所有的信息都是知识。1.1.2信息的特征信息最基本的特征为：信息来源于物质，又不是物质本身；它从物质的运动中产生出来，又可以脱离源物质而寄生于媒体物质，相对独立地存在。信息与能量息息相关信息是具体的，并且可以被人（生物、机器等）所感知、提取、识别，可以被传递、储存、变换、处理、显示检索和利用1.1.3信息的性质（1）普遍性（2）无限性（3）相对性（4）传递性（5）变换性（6）有序性（7）动态性（8）转化性1.1.4信息的功能（约40分钟）信息的基本功能在于维持和强化世界的有序性信息的社会功能则表现在维系社会的生存，促进人类文明的进步和人类自身的发展。信息的功能主要表现为：信息是一切生物进化的导向资源。信息是知识的来源。信息是决策的依据。信息是控制的灵魂。信息是思维的材料。信息是管理的基础，是一切系统实现自组织的保证。1.1.5信息的分类由于目的和出发点的不同，信息的分类也不同从信息的性质出发，信息可以分为：语法信息、语义信息和语用信息；从信息的过程出发，信息可以分为：实在信息、先验信息和实得信息；从信息的地位出发，信息可以分为：客观信息和主观信息；从信息的作用出发，信息可以分为：有用信息、无用信息和干扰信息；从信息的逻辑意义出发，信息可以分为：真实信息、虚假信息和不定信息；从信息的传递方向出发，信息可以分为：前馈信息和反馈信息；从信息的生成领域出发，信息可以分为：宇宙信息、自然信息、社会信息和思维信息等；从信息的应用部门出发，信息可以分为：工业信息、农业信息、军事信息、政治信息、科技信息、经济信息、管理信息等；从信息源的性质出发，信息可以分为：语音信息、图像信息、文字信息、数据信息、计算信息等；从信息的载体性质出发，信息可以分为：电子信息、光学信息和生物信息等从携带信息的信号的形式出发，信息还可以分为：连续信息、离散信息、半连续信息等。还可以有其他的分类原则和方法。描述信息的一般原则是：要抓住“事物的运动状态”和“状态变化的方式”这两个基本的环节来描述。三、小结：（约3分钟）信息的概念，信息的重要性人类社会的三大要素：“物质、能量、信息”信息是任何一个系统的组织性、复杂性的度量，是有序化程度的标志。四、作业：（约2分钟）P34-1.11.2

课时授课计划—学年第学期第周授课日期月日星期月日星期月日星期月日星期月日星期班级基本课题信息技术的产生和发展教学目的与要求：了解信息技术的重要性，掌握信息安全属性。教学重点：信息安全属性教学难点：信息安全属性作业及参考书：《信息安全概论》作业见教案教具：多媒体、黑板课堂类型：课堂讲授教学过程：一、引入（约5分钟）以“信息技术的产生及发展”“信息技术的重要性”作为切入点引进新课。二、教学进程设计1.2 信息技术本节提示信息技术的产生信息技术的内涵1.2.1信息技术的产生（约10分钟）人类的一切活动都可以归结为认识世界和改造世界。从信息的观点来看，人类认识世界和改造世界的过程，就是一个不断从外部世界的客体中获取信息，并对这些信息进行变换、传递、存储、处理、比较、分析、识别、判断、提取和输出，最终把大脑中产生的决策信息反作用于外部世界的过程。现代（大体从20世纪中叶算起）人类所利用的表征性资源是信息资源，表征性的科学技术是信息科学技术，表征性的工具是智能工具。生理的信息过程模型1.2.2信息技术的内涵（约20分钟）信息技术是指在计算机和通信技术支持下用以获取、加工、存储、变换、显示和传输文字、数值、图像、视频、音频以及语音信息，并且包括提供设备和信息服务两大方面的方法与设备的总称。也有人认为信息技术(InformationTechnology)简单地说就是3C，Computer（计算机）、Communication（通信）和Control（控制），即IT=Computer+Communication+Control信息技术的信息过程模型1.3 信息安全概述信息安全概念信息安全属性1.3.1 信息安全概念（约30分钟）所谓信息安全就是关注信息本身的安全，而不管是否应用了计算机作为信息处理的手段。信息安全的任务是保护信息财产，以防止偶然的或未授权者对信息的恶意泄露、修改和破坏，从而导致信息的不可靠或无法处理等。这样可以使得我们在最大限度地利用信息为我们服务的同时而不招致损失或使损失最小。信息安全问题目前已经涉及到人们日常生活的各个方面。从信息就是数据这个角度来说信息安全可以分为数据安全和系统安全。信息安全可以从两个层次来看:从消息的层次来看，包括信息的完整性（Integrity）（即保证消息的来源、去向、内容真实无误）、保密性（Confidentiality）（即保证消息不会被非法泄露扩散）、不可否认性（Non-repudiation）——也称为不可抵赖性（即保证消息的发送和接受者无法否认自己所做过的操作行为）等.从网络层次来看，包括可用性（即保证网络和信息系统随时可用，运行过程中不出现故障，若遇意外打击能够尽量减少并尽早恢复正常）、可控性（Controllability）是对网络信息的传播及内容具有控制能力的特性。1.3.2 信息安全属性（约30分钟）信息安全的基本属性主要表现在以下几个方面1．完整性（Integrity）--信息在存储或传输的过程中保持未经授权不能改变的特性；2．保密性（Confidentiality）--信息不被泄露给未经授权者的特性3．可用性（Availability）--信息可被授权者访问并按需求使用的特性4．不可否认性（Non-repudiation）--所有参与者都不可能否认或抵赖曾经完成的操作和承诺5．可控性（Controllability）--对信息的传播及内容具有控制能力的特性信息安全的任务就是要实现信息的上述五种安全属性。对于攻击者来说，就是要通过一切可能的方法和手段破坏信息的安全属性。三、小结：（约3分钟）信息技术和信息安全问题目前已经涉及到人们日常生活的各个方面。四、作业：（约2分钟）P34-1.3

课时授课计划—学年第学期第周授课日期月日星期月日星期月日星期月日星期月日星期班级基本课题信息安全威胁教学目的与要求：了解信息安全面临的威胁，掌握常见的安全威胁及应对教学重点：安全威胁及应对教学难点：安全威胁及应对作业及参考书：《信息安全概论》作业见教案教具：多媒体、黑板课堂类型：课堂讲授教学过程：一、引入（约5分钟）以“信息安全事件的频繁发生，信息安全涉及我们生活中的方方面面”作为切入点引进新课。二、教学进程设计1.4 信息安全威胁（约20分钟）互联网安全事件全世界传媒关注的美国著名网站被袭事件：雅虎、亚马逊书店、eBay、ZDNet、有线电视新闻网CNN；据美国军方的一份报告透露，在1998年内试图闯入五角大楼计算机网络的尝试达25万次之多，其中60%的尝试达到了目的；每年美国政府的计算机系统遭非法入侵的次数至少有30万次之多；微软公司承认，有黑客闯入了该公司的内部计算机网络，并获取了正在开发中的软件蓝图，这起攻击对微软影响重大。历史数据1998年9月22日，黑客入侵某银行电脑系统，将72万元注入其户头，提出26万元。为国内首例利用计算机盗窃银行巨款案件。1999年11月14日至17日：新疆乌鲁木齐市发生首起针对银行自动提款机的黑客案件，被盗用户的信用卡被盗1.799万元。2000年3月8日：山西日报国际互联网站遭到黑客数次攻击，被迫关机，这是国内首例黑客攻击省级党报网站事件2000年3月25日：重庆某银行储户的个人帐户被非法提走5万余元。2000年6月7日：ISS安氏(中国)有限公司在国内以及ISP的虚拟主机上的网站被中国黑客所攻击，该公司总裁为克林顿网络安全顾问，而ISS为全球最大的网络安全公司。2000年6月11、12日：中国香港特区政府互联网服务指南主页遭到黑客入侵，服务被迫暂停。2003年我国网络安全事件报告大规模蠕虫事件SQLSLAMMER蠕虫口令蠕虫CodeRed.FMSBlast/MSBlast.REMOVE篡改主页事件2003年1月1日至5月20日，我国大陆地区有150个网页被篡改，其中政府网站87；台、港有534和60个5月19日，我国某市政府30个政府网页被篡改后门事件5月发现境内38603台主机运行有RemoteAdmin程序攻击企图截止到2003年6月30日，通过互联网对我国发起的攻击次数近70万次2003年1月1日至8月29日，投诉7451起网络安全成为全球化的问题网络安全威胁国家基础设施安全威胁（约40分钟）所谓的信息安全威胁就是指某个人、物、事件或概念对信息资源的保密性、完整性、可用性或合法使用所造成的危险。攻击就是对安全威胁的具体体现。虽然人为因素和非人为因素都可以对通信安全构成威胁，但是精心设计的人为攻击威胁最大。常见的安全威胁1．信息泄露：信息被泄露或透露给某个非授权的实体。2．破坏信息的完整性：数据被非授权地进行增删、修改或破坏而受到损失。3．拒绝服务：对信息或其它资源的合法访问被无条件地阻止。4．非法使用（非授权访问）：某一资源被某个非授权的人，或以非授权的方式使用。5．窃听：用各种可能的合法或非法的手段窃取系统中的信息资源和敏感信息。例如对通信线路中传输的信号进行搭线监听，或者利用通信设备在工作过程中产生的电磁泄露截取有用信息等。6．业务流分析：通过对系统进行长期监听，利用统计分析方法对诸如通信频度、通信的信息流向、通信总量的变化等参数进行研究，从而发现有价值的信息和规律。7．假冒：通过欺骗通信系统（或用户）达到非法用户冒充成为合法用户，或者特权小的用户冒充成为特权大的用户的目的。黑客大多是采用假冒攻击。常见的安全威胁(续)8．旁路控制：攻击者利用系统的安全缺陷或安全性上的脆弱之处获得非授权的权利或特权。例如，攻击者通过各种攻击手段发现原本应保密，但是却又暴露出来的一些系统“特性”。利用这些“特性”，攻击者可以绕过防线守卫者侵入系统的内部。9．授权侵犯：被授权以某一目的使用某一系统或资源的某个人，却将此权限用于其它非授权的目的，也称作“内部攻击”。10．特洛伊木马：软件中含有一个察觉不出的或者无害的程序段，当它被执行时，会破坏用户的安全。这种应用程序称为特洛伊木马（TorojanHorse）。11．陷阱门：在某个系统或某个部件中设置的“机关”，使得当提供特定的输入数据时，允许违反安全策略。12．抵赖：这是一种来自用户的攻击，比如：否认自己曾经发布过的某条消息、伪造一份对方来信等。13．重放：所截获的某次合法的通信数据拷贝，出于非法的目的而被重新发送。常见的安全威胁(续)14．计算机病毒：所谓计算机病毒，是一种在计算机系统运行过程中能够实现传染和侵害的功能程序。一种病毒通常含有两个功能：一种功能是对其它程序产生“感染”；另外一种或者是引发损坏功能，或者是一种植入攻击的能力。它造成的危害主要表现在以下几个方面：①格式化磁盘，致使信息丢失；②删除可执行文件或者数据文件；③破坏文件分配表，使得无法读用磁盘上的信息；④修改或破坏文件中的数据；⑤改变磁盘分配，造成数据写入错误；⑥病毒本身迅速复制或磁盘出现假“坏”扇区，使磁盘可用空间减少；⑦影响内存常驻程序的正常运行；⑧在系统中产生新的文件；⑨更改或重写磁盘的卷标等。计算机病毒是对软件、计算机和网络系统的最大威胁。随着网络化，特别是Internet的发展，大大加速了病毒的传播。计算机病毒的潜在破坏力极大，正在成为信息战中的一种新式进攻武器。常见的安全威胁(续)15．人员不慎：一个授权的人为了钱或利益，或由于粗心，将信息泄露给一个非授权的人。16．媒体废弃：信息被从废弃的磁的或打印过的存储介质中获得。17．物理侵入：侵入者通过绕过物理控制而获得对系统的访问；18．窃取：重要的安全物品，如令牌或身份卡被盗；19．业务欺骗：某一伪系统或系统部件欺骗合法的用户或系统自愿地放弃敏感信息。常见的安全威胁（约20分钟）对于信息系统来说威胁可以是针对物理环境、通信链路、网络系统、操作系统、应用系统以及管理系统等方面。物理安全威胁是指对系统所用设备的威胁。自然灾害,电源故障,操作系统引导失败或数据库信息丢失、设备被盗、被毁造成数据丢失或信息泄露通信链路安全威胁传输线路上安装窃听装置或对通信链路进行干扰网络安全威胁互联网的开放性、国际性与无安全管理性，对内部网络形成严重的安全威胁操作系统安全威胁对系统平台最危险的威胁是在系统软件或硬件芯片中的植入威胁，如“木马”和“陷阱门”。如BIOS有万能密码.应用系统安全威胁是指对于网络服务或用户业务系统安全的威胁。也受到“木马”和“陷阱门”的威胁.管理系统安全威胁必须从人员管理上杜绝安全漏洞。“安全是相对的，不安全才是绝对的”.三、小结：（约2分钟）信息安全问题目前已经涉及到人们日常生活的各个方面，安全威胁是一个全球化的问题。四、作业：（约2分钟）思考：如何面对安全威胁？什末是电脑黑客？

课时授课计划—学年第学期第周授课日期月日星期月日星期月日星期月日星期月日星期班级基本课题信息安全的实现教学目的与要求：了解信息安全的实现措施，掌握信息安全技术。教学重点：信息安全措施，信息安全技术教学难点：信息安全技术作业及参考书：《信息安全概论》作业见教案教具：多媒体、黑板课堂类型：课堂讲授教学过程：一、引入（约5分钟）以“信息安全技术保障信息安全，但是技术不是万能的”作为切入点引进新课。二、教学进程设计信息安全的实现一个完整的信息安全系统至少包含三类措施：技术方面的安全措施，管理方面的安全措施和相应的政策法律。信息安全技术涉及到信息传输的安全、信息存储的安全以及对网络传输信息内容的审计三方面，当然也包括对用户的鉴别和授权。信息安全技术（约40分钟）1．信息加密信息加密使有用的信息变为看上去无用的乱码，攻击者无法读懂信息的内容从而保护信息。信息加密是保障信息安全的最基本、最核心的技术措施和理论基础。信息加密也是现代密码学主要组成部分。在实际应用中，人们通常是将常规密码和公钥密码结合在一起使用，比如：利用DES或者IDEA来加密信息，而采用RSA来传递会话密钥。2．数字签名数字签名机制决定于两个过程：签名过程签名过程是利用签名者的私有信息作为秘密钥，或对数据单元进行加密或产生该数据单元的密码校验值；验证过程验证过程是利用公开的规程和信息来确定签名是否是利用该签名者的私有信息产生的。传统签名的基本特点:能与被签的文件在物理上不可分割签名者不能否认自己的签名签名不能被伪造容易被验证数字签名是传统签名的数字化,基本要求:能与所签文件“绑定”签名者不能否认自己的签名签名不能被伪造容易被自动验证数字签名分类以安全性分无条件安全的数字签名计算上安全的数字签名以可签名次数分一次性的数字签名多次性的数字签名3．数据完整性数据完整性保护用于防止非法篡改，利用密码理论的完整性保护能够很好地对付非法篡改。完整性的另一用途是提供不可抵赖服务，当信息源的完整性可以被验证却无法模仿时，收到信息的一方可以认定信息的发送者，数字签名就可以提供这种手段。4．身份鉴别鉴别是信息安全的基本机制，通信的双方之间应互相认证对方的身份，以保证赋予正确的操作权力和数据的存取控制。网络也必须认证用户的身份，以保证合法的用户进行正确的操作并进行正确的审计。通常有三种方法验证主体身份。一是只有该主体了解的秘密，如口令、密钥；二是主体携带的物品，如智能卡和令牌卡；三是只有该主题具有的独一无二的特征或能力，如指纹、声音、视网膜或签字等。5．访问控制（约40分钟）访问控制的目的是防止对信息资源的非授权访问和非授权使用信息资源。它允许用户对其常用的信息库进行适当权利的访问，限制他随意删除、修改或拷贝信息文件。访问控制技术还可以使系统管理员跟踪用户在网络中的活动，及时发现并拒绝“黑客”的入侵。访问控制采用最小特权原则：即在给用户分配权限时，根据每个用户的任务特点使其获得完成自身任务的最低权限，不给用户赋予其工作范围之外的任何权力。权利控制和存取控制是主机系统必备的安全手段，系统根据正确的认证，赋予某用户适当的操作权力，使其不能进行越权的操作。该机制一般采用角色管理办法，针对系统需要定义各种角色，然后对他们赋予不同的执行权利。Kerberos存取控制是访问控制技术的一个代表。它由数据库、验证服务器和票据授权服务器三部分组成。其中，数据库包括用户名称、口令和授权进行存取的区域，验证服务器验证要存取的人是否有此资格，票据授权服务器在验证之后发给票据允许用户进行存取。6．安全数据库数据库系统有数据库和数据库管理系统两部分组成。保证数据库的安全主要在数据库管理系统上下功夫，其安全措施在很多方面多类似于安全操作系统中所采取的措施。安全数据库的基本要求可归纳为：数据库的完整性（物理上的完整性、逻辑上的完整性和库中元素的完整性）、数据的保密性（用户身份识别、访问控制和可审计性）、数据库的可用性（用户界面友好，在授权范围内用户可以简便地访问数据）。7．网络控制技术防火墙技术：它是一种允许接入外部网络，但同时有能够识别和抵抗非授权访问的安全技术。防火墙扮演的是网络中“交通警察”角色，指挥网上信息合理有序地安全流动，同时也处理网上的各类“交通事故”。防火墙可分为外部防火墙和内部防火墙。前者在内部网络和外部网络之间建立起一个保护层，从而防止“黑客”的侵袭，其方法是监听和限制所有进出通信，挡住外来非法信息并控制敏感信息被泄露；后者将内部网络分隔成多个局域网，从而限制外部攻击造成的损失。入侵检测技术：扫描当前网络的活动，监视和记录网络的流量，根据定义好的规则来过滤从主机网卡到网线上的流量，提供实时报警。大多数的入侵监测系统可以提供关于网络流量非常详尽的分析。安全协议：整个网络系统的安全强度实际上取决于所使用的安全协议的安全性。安全协议的设计和改进有两种方式：①对现有网络协议（如TCP/IP）进行修改和补充；②在网络应用层和传输层之间增加安全子层，如安全协议套接字层（SSL），安全超文本传输协议（SHTTP）和专用通信协议（PCP）。安全协议实现身份鉴别、密钥分配、数据加密、防止信息重传和不可否认等安全机制。8．反病毒技术由于计算机机病毒具有传染的泛滥性、病毒侵害的主动性、病毒程序外形检测的难以确定性、病毒行为判定的难以确定性、非法性与隐蔽性、衍生性、衍生体的不等性和可激发性等特性，所以必须花大力气认真加以对付。实际上计算机病毒研究已经成为计算机安全学的一个极具挑战性的重要课题，作为普通的计算机用户，虽然没有必要去全面研究病毒和防止措施，但是养成“卫生”的工作习惯并在身边随时配备新近的杀毒工具软件是完全必要的。9．安全审计安全审计是防止内部犯罪和事故后调查取证的基础，通过对一些重要的事件进行记录，从而在系统发现错误或受到攻击时能定位错误和找到攻击成功的原因。安全审计是一种很有价值的安全机制，可以通过事后的安全审计来检测和调查安全策略执行的情况以及安全遭到破坏的情况。安全审计需要记录与安全有关的信息，通过指明所记录的与安全有关的事件的类别，安全审计跟踪信息的收集可以适应各种安全需要。审计技术是信息系统自动记录下机器的使用时间、敏感操作和违纪操作等。审计类似于飞机上的“黑匣子”，它为系统进行事故原因查询、定位、事故发生前的预测、报警以及为事故发生后的实时处理提供详细可靠的依据或支持。审计对用户的正常操作也有记载，因为往往有些“正常”操作（如修改数据等）恰恰是攻击系统的非法操作。安全审计信息应具有防止非法删除和修改的措施。安全审计跟踪的存在可以对潜在的安全攻击源的攻击起到威慑作用。10．业务填充所谓的业务填充即使在业务闲时发送无用的随机数据，增加攻击者通过通信流量获得信息的困难，是一种制造假的通信、产生欺骗性数据单元或在数据单元中产生数据的安全机制。该机制可用于提供对各种等级的保护，用来防止对业务进行分析，同时也增加了密码通讯的破译难度。发送的随机数据应具有良好的模拟性能，能够以假乱真。该机制只有在业务填充受到保密性服务时才有效。信息安全技术-路由控制机制11．路由控制机制路由控制机制可使信息发送者选择特殊的路由，以保证连接、传输的安全。其基本功能为：（1）路由选择路由可以动态选择，也可以预定义，以便只用物理上安全的子网、中继或链路进行连接和/或传输；（2）路由连接在监测到持续的操作攻击时，端系统可能同志网络服务提供者另选路由，建立连接；（3）安全策略携带某些安全标签的数据可能被安全策略禁止通过某些子网、中继或路。连接的发起者可以提出有关路由选择的警告，要求回避某些特定的子网、中继或链路进行连接和/或传输。12．公证机制公证机制是在两个或多个实体间进行通信的数据的性能，如完整性、来源、时间和目的地等，可有公证机构加以保证，这种保证由第三方公证者提供。公证者能够得到通信实体的信任并掌握必要的信息，用可以证实的方式提供所需要的保证。通信实体可以采用识字签名、加密和完整性机制以适应公证者提供的服务。在用到这样一个公证机制时，数据便经由受保护的通信实体和公证者在各通信实体之间进行通信。公证机制主要支持抗抵赖服务。三、小结：（约3分钟）通过这些信息安全技术我们实现信息安全，但是技术不是万能的，我们也要通过严格有效的管理手段来保护信息安全。四、作业：（约2分钟）思考题：数字签名的实现

课时授课计划—学年第学期第周授课日期月日星期月日星期月日星期月日星期月日星期班级基本课题信息安全管理及安全标准教学目的与要求：了解信息安全管理，掌握信息安全的相关标准。教学重点：信息安全管理，信息安全标准教学难点：信息安全标准作业及参考书：《信息安全概论》作业见教案教具：多媒体、黑板课堂类型：课堂讲授教学过程：一、引入（约5分钟）以“技术不是万能的，信息安全管理重要性，信息标准化的重要性”作为切入点引进新课。二、教学进程设计1.5.2信息安全管理（约20分钟）专家指出信息安全是“七分管理，三分技术”为实现安全管理，应有专门的安全管理机构；有专门的安全管理人员；有逐步完善的管理制度；有逐步提供的安全技术设施。信息安全管理主要涉及以下几个方面：人事管理；设备管理；场地管理；存储媒体管理；软件管理；网络管理；密码和密钥管理。1.5.3信息安全与法律（约20分钟）政策上:完备的法律法规和安全标准技术上:计算机网络和信息安全的体系结构我国的信息安全相关法规国内的相关法规中华人民共和国计算机安全保护条例中华人民共和国商用密码条例中华人民共和国计算机信息网络国际联网管理暂行办法关于对与国际联网的计算机信息系统进行备案工作的通知计算机信息网络国际联网安全保护管理办法在刑法的修订中,增加了有关计算机犯罪的条款国外可信计算机标准评估规则橘皮书(TCSEC,美国)欧洲ITSEC标准加拿大CTCPEC标准美国联邦准则(FC)美国信息技术安全评价通用准则(CC)ISO安全体系结构标准(ISO7498-2-1989)<信息处理系统开放系统互连基本参考模型第二部分安全体系结构>美国国家安全局:信息保障技术框架(IATF)我国主管部门:公安部,信息产业部,国家技术标准局等主要技术标准GA163-1997<计算机信息系统安全专用产品分类原则>GB17895-1999<计算机信息系统安全保护等级划分准则>GB/T9387.2-1995<信息处理系统开放系统互连基本参考模型第二部分安全体系结构>GB15834.1-1995<信息处理数据加密实体鉴别机制第一部分:一般模型>GB4943-1995<信息技术设备的安全>可信计算机标准评估规则橘皮书(TCSEC,美国)（约10分钟）TCSEC-TrustedComputerStandardsEvaluationCriteriaOrangeBook7个安全级别:A级:绝对可信网络安全B级:完全可信网络安全(B1<B2<B3)C级:可信网络安全(C1<C2)D级:不可信网络安全欧洲ITSEC标准加拿大CTCPEC标准美国联邦准则(FC):对TCSEC的升级,是一个过渡标准信息技术安全评价通用准则(CC)目标:结合FC及ITSEC,将已有的安全准则结合成一个统一的标准将安全功能与功能保障(安全功能的可信度)分离:功能需求分为11类63族保障分为7类29族99.7被国际标准化组织认可为ISO/IEC15408信息技术安全评估准则ISO安全体系结构标准:ISO7498-2-1989（约30分钟）<信息处理系统OSIRM:第二部分安全体系结构>安全服务鉴别(Authentication):包括对等实体鉴别和数据源鉴别访问控制(AccessControl)数据保密(DataConfidentiality)数据完整性(DataIntegrity)不可否认(Non-Repudiation)八类安全机制:用于实现服务的程序加密机制(Encryption)数字签名机制(DigitalSignature)访问控制机制(AccessControl)数据完整性机制(DataIntegrity)鉴别交换机制(Authentication)通信业务填充机制(TrafficControl)路由业务机制(RoutingControl)公证机制(Notarization)信息保障技术框架(IATF)（约10分钟）美国国家安全局2000.9制订主要内容深度保卫目标纵览信息系统安全工程过程技术上的安全对策保卫网络和基础设施保卫边界/外部连接保卫计算环境支撑基础设施战术环境的信息保障对综合解决方案的观察我国制定的主要标准（约10分钟）GA163-1997<计算机信息系统安全专用产品分类原则>GB17895-1999<计算机信息系统安全保护等级划分准则>自主保护级系统审计保护级安全标记保护级结构化保护级访问验证保护级GB/T9387.2-1995<信息处理系统开放系统互连基本参考模型第二部分安全体系结构>GB15834.1-1995<信息处理数据加密实体鉴别机制第一部分:一般模型>GB4943-1995<信息技术设备的安全>三、小结：（约3分钟）信息安全问题的解决离不开法律法规，标准化工作也是非常重要的。四、作业：（约2分钟）思考题：为什末我们需要自己的标准？标准和专利的区别？

课时授课计划—学年第学期第周授课日期月日星期月日星期月日星期月日星期月日星期班级基本课题信息安全标准教学目的与要求：了解信息安全标准重要性，掌握常用的信息安全标准。教学重点：信息安全标准教学难点：橘皮书，CC标准作业及参考书：《信息安全概论》作业见教案教具：多媒体、黑板课堂类型：课堂讲授教学过程：一、引入（约5分钟）以“信息安全标准得重要性，我们需要有自己的标准”作为切入点引进新课。二、教学进程设计（补充）信息安全标准本节将介绍一些有关标准方面的基础知识，包括标准的形成过程，发展，标准的分类，安全评估准则，一些标准化组织简介和我国的信息安全标准。信息安全标准的产生和发展（约10分钟）推动安全标准的发展的几个方面：1．安全产品间互操作性的需要。2.对安全等级认定的需要3.对服务商能力衡量的需要。信息安全标准的分类互操作标准现在各种密码和安全技术、协议广泛地应用于Internet，而TCP/IP协议是Internet的基础协议，在四层模型中的每一层都提供了安全协议，整个网络的安全性比原来大大加强。链路层的安全协议有PPTP，L2F等；网络层有IPSec；传输层有SSL/TLS/SOCK5；应用层有SET，S-HTTP，S/MIME，PGP等。简单介绍其中的一些安全协议。一、IP安全协议标准IPSec（约30分钟）IPSEC提供三种不同的形式来保护通过公有或私有IP网络来传送的私有数据：1）认证--可以确定所接受的数据与所发送的数据是一致的，同时可以确定申请发送者在实际上是真实发送者，而不是伪装的。2）数据完整--保证数据从原发地到目的地的传送过程中没有任何不可检测的数据丢失与改变。3）机密性--使相应的接收者能获取发送的真正内容，而无意获取数据的接收者无法获知数据的真正内容。在IPSec中由三个基本要素来提供以上三种保护形式：认证协议头（AH）、安全加载封装（ESP）和互联网密钥管理协议（IKMP）。认证协议头和安全加载封装可以通过分开或组合使用来达到所希望的保护等级。IPSec可以为用户在LAN、WAN和Internet上进行的通信提供安全性与机密性保证。IPSec可以对所有IP级的通信进行加密和认证，因此IPSec可以确保包括远程登录、客户/服务器、电子邮件、文件传输及Web访问在内多种应用程序的安全，可以增强所有分布式应用的安全。二、传输层加密标准SSL/TLS（约10分钟）安全套接层SSL(Securesocketlayer)协议主要是使用公开密钥体制和X.509数字证书技术保护信息传输的机密性和完整性，它不能保证信息的不可抵赖性，主要适用于点对点之间的信息传输，现已成为网络用来鉴别网站和网页浏览者身份，以及在浏览器使用者及网页服务器之间进行加密通讯的全球化标准。三、安全电子交易标准SET安全电子交易协议SET（SecureElectronicTransaction）是由Visa和MasterCard两大信用卡组织联合开发的电子商务安全协议。它是在Internet上进行在线交易的电子付款系统规范，目前已成为事实上的工业标准。它提供了消费者、商家和银行之间的认证，确保交易的保密性、可靠性和不可否认性，保证在开放网络环境下使用信用卡进行在线购物的安全。技术与工程标准（约30分钟）一、信息产品通用测评准则（CC/ISO15408）ISO/IEC15408-1999《信息技术安全性评估准则》（简称CC）是国际标准化组织统一现有多种评估准则的结果，是在美国和欧洲等国分别自行推出并实践测评准则的基础上，通过相互间的总结和互补发展起来的。它起源于两个标准：ITSEC，欧洲标准，20世纪90年代早期开发；TCSEC（也被称为“桔皮书”），美国标准和CTCPEC加拿大标准。CC定义了一个通用的潜在安全要求的集合，它把安全要求分为功能要求和保证要求。CC也定义了两种类型的文档，它们可以用这个通用集合来建立：（1）保护轮廓PP（ProtectionProfiles）PP是被一个用户或者用户团体创建的文档，它确定了用户的安全要求。（2）安全目标ST（SecurityTargets）ST是一个由系统开发者创建的文档，它确定了一个特定产品的安全性能。一个ST可以主张去实现零个或多个PP。CC支持对一个产品的独立评价。CC也预定义了保证要求的集合，称作评价保证水平EALs（EvaluationAssuranceLevels）。这些EALs编号为1到7,较高的EALs需要增加评价努力的层次。功能和保证要求以“类—子类—组件”的结构表，组件作为安全功能的最小构件块，可以用于保护轮廓PP、安全目标ST和包（Package）的构建，另外，功能组件还是连接CC与传统安全机制和服务的桥梁，以及解决CC同已有准则如TCSEC、ITSEC的协调关系，如功能组件构成TCSEC的各级要求。CC标准的核心思想有两点：一是信息安全技术提供的安全功能本身和对信息安全技术的保证承诺之间独立；二是安全工程的思想，即通过对信息安全产品的开发、评价、使用全过程的各个环节实施安全工程来确保产品的安全性。CC标准强调在IT产品和系统的整个生命周期确保安全性，因此，CC标准可以同时面向消费者、开发者、评价者3类用户，同时支持他们的应用。对应3种不同的用户，CC标准有3种主要应用方式：定义安全需求、辅助安全产品开发、评价产品安全性。二、安全系统工程能力成熟度模型（SSE-CMM）系统安全工程能力成熟模型（SSE-CMM）的开发源于1993年5月美国国家安全局发起的研究工作。这项工作用ＣＭＭ模型研究现有的各种工作，并发现安全工程需要一个特殊的ＣＭＭ模型与之配套。1995年1月举办了第一次安全工程研讨会，有超过60个机构的代表参与讨论，并在同年3月开始了工作小组的第一次工作会议，在系统安全工程SSE（SystemsSecurityEngineering）的作者，应用工作群（ApplicationWorkingGroups）与SSE-CMM指导委员会（SSE-CMMSteering）的共同努力下，1996年10月公布了SSE-CMM模型第一版；1997年4月公布了SSE-CMM的评定方法（AppraisalMethod）第一版；在1999年4月1日公布了SSE-CMM模型第二版，同年4月16日公布了SSE-CMM模型第二版的评定方法第二版。SSE-CMM确定了一个评价安全工程实施的综合框架，提供了度量与改善安全工程学科应用情况的方法。SSE-CMM项目的目标是将安全工程发展为一整套有定义的、成熟的及可度量的学科。SSE-CMM模型及其评价方法可达到以下几点目的：（1）将投资主要集中于安全工程工具开发、人员培训、过程定义、管理活动及改善等方面。（2）基于能力的保证，也就是说这种可信性建立在对一个工程组的安全实施与过程成熟性的信任之上的。（3）通过比较竞标者的能力水平及相关风险，可有效地选择合格的安全工程实施者。SSE-CMM以系统工程CMM（SE-CMM）为基础，同时将以程序为基础的方法带进信息系统安全建置程序。SE-CMM的方法和计量制度被复制到SSE-CMM。SSE-CMM定义两个用来测量组织完成指定工作能力的维度：领域（Domain）和能力（Capability）。领域维度由所有共同定义的安全工程准则所组成，这些准则称为基本准则BPs（BasicPractices）。能力维度指出指示程序管理和制度化能力的准则，因为他们的应用领域很广，这些准则称为一般的准则GPs（GenericPractices）。三、小结：（约3分钟）本节从应用的角度把标准分为互操作、技术与工程、网络与信息安全管理三类，分别介绍了一些重要的标准，尤其引入了对较新的CC和SSE-CMM标准的介绍。四、作业：（约2分钟）思考题1.简述信息安全标准制定的必要性。2.简述CC的基本内容。

课时授课计划—学年第学期第周授课日期月日星期月日星期月日星期月日星期月日星期班级信管04-1、2基本课题密码学教学目的与要求：了解密码学的发展，掌握常用的密码技术。教学重点：密码学的发展，代换密码教学难点：代换密码作业及参考书：《信息安全概论》作业见教案教具：多媒体、黑板课堂类型：课堂讲授教学过程：一、引入（约5分钟）以“信息保密是信息安全中的一个重要技术”作为切入点引进新课。二、教学进程设计信息保密技术密码学的发展（约10分钟）第一个阶段:1949年以前古典加密计算机技术出现以前密码学作为一种技艺,而不是一门科学第二个阶段:1949年到1976年标志:Shannon发表”CommunicationTheoryofSecrecySystem”密码学进入了科学的轨道主要技术:单密钥的对称密钥加密算法第三个阶段:1976年以后标志:Diffie,Hellman发表”NewDircetionsinCryptography”一种新的密码体制:公开密钥体制古典密码（约10分钟）代换密码单表代换密码移位密码替换密码仿射密码多表代换密码Vigenère(维吉尼亚)密码置换密码常规密码系统模型（约20分钟）加/解密原理描述假设明文字母用P表示，密文字母用C表示,密钥用K表示,加密变换用E表示，解密变换用D表示，则有：1.加密原理文字描述：C=Ek(p)2.解密原理文字描述：p=Dk(C)名词解释1.明文（plaintext)未加密的信息。2.密文（ciphertext)已加密的信息。3.密钥（key)控制密码变换操作的符号序列，是保密的核心。4.加密（encryption）将明文变换成密文的过程。5.解密（decryption）将密文变换成明文的过程。6.密码算法（cipheralgorithm)密码算法是一些公式、法则或程序，是加密算法和解密算法的统称,是密码系统的核心。代换密码（约20分钟）令Θ表示明文字母表，内有q个“字母”或“字符”，可以将Θ抽象地表示为一个整数集，在加密时通常将明文消息划分成长为L的消息单元，称为明文组，以m表示，如m也称作L－报文，它可以看作是定义在集合上的随机变量，L＝1为单字母报（1－gram），L＝2为双字母报（digrams），L＝3为三字母报（trigrams）。这时明文空间为Zq。这是古典密码中的两种重要体制。还有一个常见的是多字母代换密码。单表代换密码单表代换密码是对明文的所有字母都用一个固定的明文字母表到密文字母表的映射。几类常见的单表代换密码移位密码替换密码仿射密码单表代换密码不能非常有效地抵抗密码攻击，因为语言的特征仍能从密文中提取出来移位密码（约30分钟）由于英文字符有26个字母，可以建立英文字母和模26的剩余之间的对应关系。凯撒密码历史上最著名的移位密码就是凯撒密码。凯撒密码(Caesarcipher)（1）原理（明密对照表）明文：abcdefghIjklmnopqrstuvwxyz密文：DEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZABC（2）算法描述（数学描述）假设明文字母用P表示，密文字母用C表示，密钥用K表示，加密变换用E表示，解密变换用D表示，并设a=0,b=1,c=2,d=3,…x=23,y=24,z=25,则有： C=Ek(p)=(p+3)mod(26) p=Dk(C)=(C-3)mod(26)----C不够减时可向前借位在计算机中，a=97,b=98,c=99,d=100,…x=120,y=121,z=122，则：明密对照表如下：明文：97，98，99，100，…，120，121，122

密文：100，101，102，103，…，97，98，99加/解密算法描述如下：

C=Ek(p)=[(p-97)+3]mod(26)+97

p=Dk(C)=[(C-97)-3]mod(26)+97----若[(C-97-3)]＜0时，C可借位（1）求明文字母a的密文字母的过程如下： C=[（a-97）+3]mod(26)+97=3+97=100(d)（2）求明文字母z的密文字母的过程如下： C=[（z-97)+3]mod(26)+97=28mod(26)+97=2+97=99（c)（3）求密文字母C的明文字母的过程如下： p=[(99-97)-3]mod(26)+97=[(2-3)+26]mod(26)+97=25+97=122（z)(4)求密文字母A的明文字母的过程如下： p=[(97-97)-3]mod(26)+97=[(0-3)+26]mod(26)+97=23+97=120(x)三、小结：（约3分钟）本节主要介绍了密码学的发展和古典密码学。四、作业：（约2分钟）思考题：古典密码学和现代密码学的主要区别

课时授课计划—学年第学期第周授课日期月日星期月日星期月日星期月日星期月日星期班级基本课题替换密码教学目的与要求：了解密码学的重要性，掌握替换密码的相关概念。教学重点：替换密码教学难点：替换密码作业及参考书：《信息安全概论》作业见教案教具：多媒体、黑板课堂类型：课堂讲授教学过程：一、引入（约5分钟）以“回顾上节所学内容，进一步介绍密码学的相关知识”作为切入点引进新课。二、教学进程设计替换密码（约20分钟）替换密码的密钥是由26个字母的置换组成。这些置换的数目是26！，是一个非常大的数。这样即使对现代计算机来说，穷举密钥搜索也是不可行的。显然，替换密码的密钥（26个元素的随机置换）太复杂而不容易记忆，因此实际中密钥句子常被使用。密钥句子中的字母被依次填入密文字母表（重复的字母只用一次），未用的字母按自然顺序排列。仿射密码当y＝1时，为移位密码仿射函数是双射，当且仅当gcd(a,26)=1时同余方程对每个y有唯一的解多表代换密码（约40分钟）以一系列（两个以上）代换表依次对明文消息的字母进行代换的加密方法。若f是非周期的无限序列，则相应的密码称为非周期多表代换密码。这类密码，对每个明文字母都采用不同的代换表（或密钥）进行加密，称作一次一密密码（One-timepadcipher）,这是一种理论上唯一不可破的密码。实际应用中都采用周期多表代换密码。经典的多表代换密码有VigenèreBeaufortRunning-KeyVernam轮转机（Rotormachine）等Vigenère密码Vigenère密码是由法国密码学家BlaisedeVigenère于1858年提出的，它是一种以移位代换（当然也可以用一般的字母代换表）为基础的周期代换密码。[例]利用Vigenère密码，使用密钥word加密信息computer。 明文：computer 密钥：wordword 密文：ycdsqhvu多字母代换密码——Hill密码特点：每次对n个字母进行代换，这样做的优点是容易将字母的自然频度隐蔽或均匀化而有利于抗统计分析。注1：m＝1时，系统退化为单字母仿射代换密码，可见Hill密码是仿射密码体制的推广。置换密码（约30分钟）置换密码的想法是保持明文字符未改变，但通过重排而更改他们位置，所以有时也称为换位密码（TranspositionCipher）。置换密码举例[例一]栅栏式密码 美国南北战争时期（1861-1865年），军队中曾经使用过的“栅栏”式密码（railfencecipher)。（1）原理 明文：sendhelp 加密过程：snhledep 密文：snhledep（2）算法描述 将明文写成双轨的形式，然后按行的顺序书写得到密文。置换密码举例[例二]矩阵置换以矩阵形式排列明文将明文逐行写入矩阵,然后逐列读出密钥指出各列读出的顺序如:明文abcdefghijklmnopqrstuvwxyzab密钥为:4312567dkrycjqxahovbipwelszfmtagnub三、小结：（约3分钟）本节主要介绍了替换密码和置换密码。四、作业：（约2分钟）本章课后习题3、4

课时授课计划—学年第学期第周授课日期月日星期月日星期月日星期月日星期月日星期班级基本课题教学目的与要求：教学重点：教学难点：作业及参考书：《信息安全概论》作业见教案教具：多媒体、黑板课堂类型：课堂讲授教学过程：一、引入（约5分钟）以“回顾上节所学内容，进一步介绍密码学的相关知识”作为切入点引进新课。二、教学进程设计解密与密码分析（约30分钟）Kerckhoff假设:攻击者已知加密算法解密是加密的逆过程，是指掌握密钥和密码算法的合法人员从密文恢复出明文的过程。密码分析则是指非法人员对密码的破译，而且破译以后不会告诉对方。共同点：“解密（脱密）”和“密码分析（密码破译）”都是设法将密文还原成明文。不同点：二者的前提是不同的，“解密（脱密）”掌握了密钥和密码体制，而密码分析（破译）则没有掌握密钥和密码体制。分组加密技术（约40分钟）2.2.1基本概念2.2.2标准算法的介绍DES算法国际数据加密算法（IDEA）AES算法2.2.3分组密码的分析方法2.2.4分组密码的工作模式 2.2.1基本概念密码学中常见的有两种体制:对称密码体制(单钥密码体制)如果一个加密系统的加密密钥和解密密钥相同，或者虽然不相同，但是由其中的任意一个可以很容易地推导出另一个，即密钥是双方共享的,则该系统所采用的就是对称密码体制。非对称密码体制(公钥密码体制)分组密码是指将处理的明文按照固定长度进行分组，加解密的处理在固定长度密钥的控制下，以一个分组为单位独立进行，得出一个固定长度的对应于明文分组的结果。属于对称密码体制的范畴。（讨论：分组密码对应？---流密码）在分组密码的设计中用代替、置换手段实现扩散和混淆功能。混淆指加密算法的密文与明文及密钥关系十分复杂，无法从数学上描述，或从统计上去分析。扩散指明文中的任一位以及密钥中的任一位，对全体密文位有影响。经由此种扩散作用，可以隐藏许多明文在统计上的特性，增加密码的安全标准算法的介绍（约20分钟）DES算法国际数据加密算法（IDEA）AES算法三、小结：（约3分钟）本节主要介绍了解密与密码分析，密码学的基本概念和几个密码算法。四、作业：（约2分钟）留问题课后讨论

课时授课计划—学年第学期第周授课日期月日星期月日星期月日星期月日星期月日星期班级基本课题教学目的与要求：教学重点：教学难点：作业及参考书：《信息安全概论》作业见教案教具：多媒体、黑板课堂类型：课堂讲授教学过程：一、引入（约5分钟）以“回顾上节所学内容，进一步介绍密码学的相关知识”作为切入点引进新课。二、教学进程设计国际数据加密算法（IDEA）（约30分钟）IDEA（InternationalDataEncryptionStandard）由瑞士联邦理工学院的XuejiaLai和JamesMassey于1990年提出，分组长度为64-bit，密钥长度为128-bit。能抵抗差分密码分析，目前还没有发现明显的安全漏洞，应用十分广泛。著名的电子邮件安全软件PGP就采用了IDEA进行数据加密。IDEA的混淆特性IDEA的混淆特性是经由混合下述三种操作而成的：以比特为单位的异或运算。定义在模65536的模加法运算，其操作数都可以表示成16位整数。定义在模65537的模乘法运算。由于上面3个操作，基于以下的非兼容性（Incompatible），当应用在IDEA时，可以充分发挥出混淆的特性。三种中的任意两个，都不满足“分配律”，例如运算⊙及＋，任意a，b，c∈，则有：a＋(b⊙c)≠（a＋b）⊙（a＋c）3个操作中的任意2个，都无法满足“结合律”。例如运算＋及＋，任意a，b，c∈，a＋(b＋c)≠（a＋b）＋（a＋c）因此在IDEA的设计中，使用了这三种操作混合组合来打乱数据。攻击者无法用化简的方式来分析密文与明文及密钥之间的关系。IDEA的扩散特性IDEA的扩散特性是建立在乘法/加法（MA）的基本结构上。该结构一共有4个16位的输入，两个16位的输出。其中的两个输入来源于明文，另两个输入是子密钥，源于128位加密密钥。Lai经过分析验证，数据经过8轮的MA处理，可以得到完整的扩散特性。IDEA算法描述（约40分钟）IDEA是由8轮相似的运算和随后的一个输出变换组成64位的明文分组在每一轮中都是被分成4份，每份从16位为一单元来处理每一轮中6个子密钥×8＋输出变换4个子密钥＝52个子密钥每一轮的运算又分成两部分：第一部分即变换运算。利用加法及乘法运算将4份16位的子明文分组与4个子密钥混合，产生4份16位的输出。这4份输出又两两配对，以逻辑异或将数据混合，产生两份16位的输出。这两份输出，连同另外的两个子密钥成为第二部分的输入。第二部分即用以产生扩散特性的MA运算。MA运算生成两份16位输出。MA的输出再与变换运算的输出以异或作用生成4份16位的最后结果。这4份结果即成为下一轮运算的原始输入。子密钥的产生首先将128位加密密钥以16位为单位分成8组，其中前6组作为第一轮迭代运算的子密钥，后2组用于第二轮迭代运算的前2组子密钥。然后将128位密钥循环左移25位，再分为8组子密钥，其中前4组用于第二轮迭代运算，后4组用作第三轮迭代运算的前4组子密钥，依此直至产生全部52个子密钥。这52个子密钥的顺序为：Z1(1)，Z2(1)，…，Z6(1)；Z1(2)，Z2(2)，…，Z6(2)；…；Z1(8)，Z2(8)，…，Z6(8)；Z1(9)，Z2(9)，Z3(9)，Z4(9)，IDEA的解密本质上与加密过程唯一不同的是解密密钥子块Ki(r)是从加密密钥子块Zi(r)按下列方式计算出来的：(公式见书)IDEA的设计理念（约20分钟）IDEA的设计主要考虑是针对16位为单位的处理器。因此无论明文、密钥都是分成16位为一个单元进行处理。IDEA使用了三种简单的基本操作，因此在执行时可以达到非常快的操作。在33MHz386机器上运行，加密速度可以达到880kb/s。经过特殊设计的VLSI芯片，更可以达到55Mb/s的速度。IDEA采用三种非常简单的基本操作，混合运算，以达到混淆目的。而相对地，DES采用经过特殊设计的S-盒，而对这些S-盒的分析又不对外公开。相较之下，IDEA的安全性评估，较易被大家接受。IDEA的整体设计非常规律。MA运算器及变换运算器重复使用在系统上。因此非常适合VLSI实现。三、小结：（约3分钟）本节主要介绍了IDEA算法。课时授课计划—学年第学期第周授课日期月日星期月日星期月日星期月日星期月日星期班级基本课题教学目的与要求：教学重点：教学难点：作业及参考书：《信息安全概论》作业见教案教具：多媒体、黑板课堂类型：课堂讲授教学过程：一、引入（约5分钟）以“回顾上节所学内容，进一步介绍密码学的相关知识”作为切入点引进新课。二、教学进程设计DES加密算法的背景（约30分钟）发明人：美国IBM公司W.Tuchman和C.Meyer1971-1972年研制成功。基础；1967年美国HorstFeistel提出的理论产生：美国国家标准局（NBS)1973年5月到1974年8月两次发布通告，公开征求用于电子计算机的加密算法。经评选从一大批算法中采纳了IBM的LUCIFER方案。标准化DES算法1975年3月公开发表，1977年1月15日由美国国家标准局颁布为数据加密标准（DataEncryptionStandard），于1977年7月15日生效。美国国家安全局（NSA,NationalSecurityAgency)参与了美国国家标准局制定数据加密标准的过程。NBS接受了NSA的某些建议，对算法做了修改，并将密钥长度从LUCIFER方案中的128位压缩到56位。1979年，美国银行协会批准使用DES。1980年，DES成为美国标准化协会(ANSI)标准。1984年2月，ISO成立的数据加密技术委员会(SC20)在DES基础上制定数据加密的国际标准工作。DES算法描述（约40分钟）为二进制编码数据设计的，可以对计算机数据进行密码保护的数学运算。DES使用56位密钥对64位的数据块进行加密，并对64位的数据块进行16轮编码。在每轮编码时，一个48位的“每轮”密钥值由56位的“种子”密钥得出来。DES算法的入口参数有三个：Key、Data和Mode。Key为8个字节共64位，是DES算法的工作密钥；Data也为8个字节64位，是要被加密或被解密的数据；Mode为DES的工作方式，有两种：加密或解密64位明文变换到64位密文，密钥64位，实际可用密钥长度为56位。DES算法框图初始换位的功能是把输入的64位数据块按位重新组合，并把输出分为L0、R0两部分，每部分各长32位，其置换规则见下表：58504234261810260524436282012462544638302214664564840322416857494133251791595143352719113615345372921135635547393123157例：设置换前的输入值为D1D2D3......D64，则经过初始置换后的结果为：L0=D58D50...D8；R0=D57D49...D7。逆置换正好是初始置的逆运算。【例】第1位经过初始置换后，处于第40位，而通过逆置换，又将第40位换回到第1位，其逆置换规则如下表所示：

40848165624643239747155523633138646145422623037545135321612936444125220602835343115119592734242105018582633141949175725

DES算法的一次迭代过程图扩展置换为:3212345456789891011121312131415161716171819202120212223242524252627282928293031321

P-盒置换为：1672021291228171152326518311028241432273919133062211425

在变换中用到的S1,S2...S8为选择函数，俗称为S-盒，是DES算法的核心。其功能是把6bit数据变为4bit数据。

S1: