网络与信息安全技术课件

网络与信息安全技术陈广山编著机械工业出版社2007年7月第1章概论

1.1网络信息安全

1.1.1网络信息安全

1．网络信息安全的定义网络信息安全是一个涉及计算机科学、网络技术、通信技术、密码技术、信息安全技术、应用数学、数论、信息论等多种学科的边缘学科。从广义上讲，凡是涉及到网络上信息的保密性、完整性、可用性、真实性和可控性的相关技术和理论都是网络信息安全所要研究的领域。通用的定义为：网络信息安全是指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不受偶然的或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，系统能够连续、可靠、正常地运行，网络服务不中断。

2．网络信息安全的含义（1）信息系统安全，即信息处理和传输系统的安全。（2）系统信息安全。（3）信息传播安全。（4）信息内容安全。如果从普通用户、网络管理员、安全保密部门、教育以及社会意识形态等不同的角度来理解，网络信息安全的含义也会有差别。本书所涉及的网络信息安全的含义是通过各种计算机、网络、加密技术和信息安全技术，保护在公共通信网络中传输、交换和存储的信息的机密性、完整性和真实性，并对信息的传播及内容具有控制能力。1．保密性2．完整性3．可用性4．不可否认性5．可控性1.1.2网络信息安全的特征1.1.3网络信息安全技术

1．主动防御技术（1）数据加密。加密技术被认为是解决网络安全问题的最好途径，是目前最有效的数据保护的手段。（2）CA认证。CA中心是具有权威性和公正性的第三方信任机构，采用PKI公共密钥基础架构技术，提供网络身份认证服务，确保通信双方的真实、可靠。（3）访问控制。访问控制主要分为自主访问控制和强制访问控制两种，即通过身份认证来控制用户对资源的访问和通过规定主体对客体的操作权限来保证信息的安全。

（4）虚拟网络技术。使用VPN或VLAN技术，通过网段的划分、控制数据流向等手段实现防范的目的。（5）入侵检测。入侵检测是使用软件(或硬件)技术监视和分析网络信息系统中发生的事件，当系统受到攻击时，它可以检测出来并做出积极的响应。

2、被动防御技术

（1）防火墙技术。防火墙是一种置于可信网络与不可信网络之间的安全防御系统，可以认为是一种访问控制机制，用于控制非授权的访问进出防火墙。（2）安全扫描。可自动检测远程或本地主机安全弱点的程序，用于观察网络的工作情况、收集主机的信息。（3）密码检查器。通过口令验证程序检查薄弱的口令。（4）安全审计。在网络信息系统中有记录与安全相关事件的日志文件，可供日后调查、分析、追查有关不信任的人，发现系统安全的弱点和漏洞等。（5）路由过滤。路由器中的过滤器对所接收的每一个数据包根据包过滤规则做出允许或拒绝的决定。（6）安全管理技术。通过制定规章制度和条例等安全策略来减少人为因素对网络信息系统的影响。1.2威胁网络信息安全的因素

1.2.1物理威胁

1．偷窃网络信息安全中的偷窃包括设备偷窃、信息偷窃和服务偷窃等内容。

2．废物搜寻指的是在扔掉的打印材料、废弃软盘等废物中搜寻所需要的信息。

3．身份识别错误非法建立文件或记录，企图把它们作为有效的、正式生产的文件或记录。

4．间谍行为是一种为了省钱或获取有价值的机密、采用不道德的手段获取信息。

1.2.2漏洞威胁

1．不安全服务由于缺陷或错误使系统本身存在漏洞，这些问题可能导致一些服务程序绕过安全系统，从而对信息系统造成不可预料的损失。

2．配置和初始化错误服务器的关闭或重新启动可能是不可避免的，当服务器启动时系统要重新初始化，如果安全系统没有随之正确的初始化，就会留下安全漏洞被人利用；类似的问题在木马程序修改了系统的安全配置文件时也会发生。

3．乘虚而入计算机之间的通信是通过特定的端口实现的。如在FTP服务中，用户暂时停止了与某个系统的通信，但由于该端口仍处于激活状态，那么，其他用户就可以乘虚而入利用这个端口与这个系统通信，这样就会绕过例行的申请和安全检查程序。1.2.3身份鉴别威胁

1．口令圈套口令圈套是网络安全的一种诡计，与冒名顶替有关。

2．口令破解破解口令就是通过某种策略对口令进行分析和猜测，在该领域中已形成许多能提高成功率的技巧。

3．编辑口令编辑口令需要依靠操作系统漏洞，如果企业内部的人建立了一个虚设的账户或修改了一个隐含账户的口令，这样，任何知道那个账户的用户名和口令的人便可以访问该主机了。

4．算法考虑不周口令验证系统必须在满足一定的条件下才能正常工作，这个验证过程需要通过某种算法来实现。如果算法考虑不周全，验证的过程和结果就不可靠。

1.2.4有害程序威胁

1．病毒病毒是一种把自己的拷贝附着于其它正常程序上的一段代码，通过这种方式病毒可以进行自我复制，并随着它所附着的程序在网络及计算机之间传播。

2．特洛伊木马特洛伊木马是一种远程控制工具，一旦被安装到某台主机上，该主机便可以被监视和控制。特洛伊木马可以在该主机上上传、下载文件，偷窥私人文件、密码及口令信息，甚至能够摧毁数据。中了木马的主机，其一切秘密都将暴露在别人面前，隐私将不复存在。

3．代码炸弹代码炸弹是一种具有杀伤力的代码，当满足预设的条件时，代码炸弹就被触发并产生破坏性结果。1.2.5网络连接威胁

1．窃听对通信过程进行窃听可达到收集信息的目的，通过检测从连线上发射出来的电磁辐射就能拾取所要的信号。为了使机构内部的通信有一定的保密性，可以使用加密技术来防止信息被解密。

2．冒充通过使用别人的密码和账号，获得对网络及其数据、程序的使用能力。这种办法实现起来并不容易，而且一般需要有机构内部的、了解网络和操作过程的人参与。

3．拨号进入拥有一个调制解调器和一个电话号码，每个人都可以试图通过远程拨号访问网络，尤其是拥有所期望攻击的网络的用户账户时，就会对网络造成很大的威胁，这种方法可以使防火墙失去作用。

1.3网络信息安全的基本原则

1.3.1最小特权原则最小特权原则是指一个对象(或实体)应该只拥有为执行其分配的任务所必要的最小特权，并绝对不超越此限。最小特权原则是最基本的网络信息安全原则。网络管理员在为用户分配初始权限时，通常只赋予其相应服务的最小权限—“只读”，然后再根据实际需求以及对用户的了解程度提升其权限。因为对于大多数用户来讲，不可能需要获得系统中的所有服务，也没有必要去修改系统中的文件。实际上，安全是靠对信息系统中主体和客体的限制来实现的，限制越严格，安全越容易保证。然而，单纯通过限制来确保安全是没有任何意义的，在工作中不能因为最小特权原则而影响正常的网络服务。1.3.2纵深防御原则

纵深防御是另一个重要的原则，是指不能只依靠单一的安全机制，而应该通过多种机制互相支撑以实现安全的目的。如果系统中只存在惟一的安全机制，该机制一旦失败，系统的安全就无从谈起，也可能连“亡羊补牢”的机会也会失去。防火墙是一种好的安全机制，可以保护内部网络免受外部的侵袭。但是防火墙只是安全策略的一部分，不能把所有的安全仅寄托在一个防火墙身上。因为防火墙无法防止绕过防火墙的攻击，也不能防范冒充和欺骗等攻击，更不能防范来自内部的攻击。相反，如果除了防火墙以外还存在备份、代理、认证、入侵检测技术等多层防御措施，那么安全风险就会大大降低。1.3.3阻塞点原则

所谓阻塞点就是设置一个窄道，目的是强迫攻击者使用这个窄道，以对其进行监视和控制。我们所熟悉的防火墙就是阻塞点原则的典型代表。防火墙的位置处于内部网和外部网的边界处，它监视和控制着进出网络信息系统的惟一通道，任何不良的信息都将被它过滤掉。但要注意的是，即使有了阻塞点，攻击者还是可以采用其他合法的方法进行攻击的，这时阻塞点就没有多大价值了。正如“马其诺防线”无法防范来自非正面的攻击一样，如果管理员为了自己方便在防火墙上私设“后门”，或者允许个别部门拨号上网，那么攻击者也会有机会绕过阻塞点。这时防火墙就形同虚设，失去它的意义了。1.3.4最薄弱链接原则

最薄弱链接原则是指链的强度取决于它的最薄弱链接，墙的坚固程度取决于它的最薄弱处，即网络信息安全中的“短板原理”。系统之所以能够被攻击，正是由于其本身存在着某种缺陷或漏洞，如果对自己的系统不了解，注意不到这些最薄弱“链接”处，并无法消除它们，那么安全也就无从保证。然而，最薄弱链接还会经常存在的，解决方法是：（1）使最薄弱链接处尽量坚固并在发生危险前保持强度的均衡。（2）平等对待安全的各个方面而不能有偏重。如不能只防外部入侵，而忽视内部攻击。（3）注意安全产品的升级，补丁的及时更新。1.3.5失效保护状态原则

失效保护原则是指当系统失效以后应该自动处于安全保护状态，能够拒绝入侵者的入侵。网络中的许多应用都是以保护失效原则设计的。如，若包过滤路由器出现故障，那么将会禁止任何数据包进入；如果代理服务器坏了，那么将不提供任何服务。

在安全决策和安全策略中有两个状态可供选择：

l

默认拒绝状态：只指明所允许的事情，而其它一切皆禁止。这种方法是当失败时只允许执行预先决定的那些应用，除此以外的所有应用都被禁止。默认拒绝从安全的角度看是能奏效的，大部分人都愿意选择它。

l

默认许可状态：只指明所禁止的事情，而允许其它一切事情。这种方法是预先决定哪些应用是要禁止的，失败时除这些禁止的不能执行外，其它的全部都是允许的，这种方法用户是欢迎的。1.3.6普遍参与原则

为了使安全机制更有效，应该要求包括官员、管理者、普通职工和用户等每一成员都能有意识地普遍参与。因为如果某个成员轻易地从安全保护机制中退出，那么入侵者就有机会找到入侵的突破口，先侵袭内部豁免的系统，然后再以其为跳板进行内部攻击。况且，黑客攻击的时间、地点和方式等都是不确定的，即使配备入侵检测系统，管理员也不可能及时察觉到安全事件的发生，系统的异常和变化如果没有“全民皆兵”意识是不可能被及时发现和处理的。安全问题的本质是人的问题，除了有一个好的安全策略以外，更要重视加强对全体成员进行安全教育，使每个成员都能自觉地维护安全是一个事半功倍的好策略。1.3.7防御多样化原则

纵深防御是信息系统安全的原则之一。但假如使用n个完全相同的防火墙来实现该原则结果会如何呢？一旦第一个防火墙被突破，其它n-1个形成的纵深就没有任何意义可言了。相反，如果其它n-1个纵深使用不同的技术或产品，结果又如何呢？后者就是防御多样化原则。防御多样化的含义是使用从不同厂商那里得到的安全保护系统可以降低因产品缺陷或配置错误而危及整个系统的机会。但是操作中要注意提防虚假多样化。1.3.8简单化原则

随着企业规模的扩大，信息系统的功能也变得越来越复杂，其安全需求也越来越难以充分满足；又由于攻击和防御技术在矛盾中不断发展，安全产品会变得越来越专业，安全策略也会变得晦涩难懂，影响安全方案的实施。复杂的程序往往存在些小毛病，而任何小“bug”都可能成为安全隐患，对一个复杂的网络信息系统来讲更是如此，复杂化将会直接影响其安全性。因为事情复杂化会使它们难于理解，如果不了解某事，就不能真正了解它是否安全；复杂化也会为安全的“天敌”提供隐藏的角落和缝隙。所以，无论是信息系统的安全策略，还是实施方案都要力求简单，既要使管理员清楚，也要让普通职员理解，更不能人为的复杂化。1.4信息安全体系结构与模型

1.4.1

OSI安全体系结构

1．安全服务在对威胁进行分析的基础上，规定了5种标准的安全服务：（1）对象认证安全服务。（2）访问控制安全服务。（3）数据保密性安全服务。（4）数据完整性安全服务。（5）防抵赖性安全服务。

2．安全机制一个安全策略和安全服务可以单个使用，也可以组合起来使用，在上述提到的安全服务中可以借助以下安全机制：（1）加密机制。（2）数字签名。（3）访问控制机制。（4）数据完整性机制。（5）认证交换机制。（6）防业务流量分析机制。（7）路由控制机制。（8）公证机制。

3．安全管理为了更有效地运用安全服务，需要有其它措施来支持它们的操作，这些措施即为安全管理。安全管理是对安全服务和安全机制进行管理，把管理信息分配到有关的安全服务和安全机制中去，并收集与它们的操作有关的信息。

OSI概念化的安全体系结构是一个多层次的结构，它本身是面向对象的，给用户提供了各种安全应用，安全应用由安全服务来实现，而安全服务又是由各种安全机制来实现的。

OSI提供了每一类安全服务所需要的各种安全机制，而安全机制如何提供安全服务的细节可以在安全框架内找到。表1.1表明了安全机制和安全服务的关系。

安全机制安全服务加密数字签名访问控制数据完整性认证交换防业务流量分析路由控制公证对象认证√√√访问控制√√数据保密性√√√数据完整性√√防抵赖性√√√√OSI各种安全机制和安全服务的关系表1.4.2网络信息安全体系结构框架

1．安全特性

安全特性描述了信息系统的安全机制，包括身份鉴别、访问控制、数据保密、数据完整、防止否认、审计管理、可用性和可靠性等。

2．系统单元

系统单元除包括网络信息系统各组成部分外，还包括使用和管理信息系统的物理和行政环境。具体分为信息处理单元、通信网络、安全管理和物理环境四个部分。（1）系统处理单元安全主要考虑计算机系统的安全，通过物理和行政管理的安全机制提供安全的本地用户环境，保护硬件的安全；通过防干扰、防辐射、容错检错等手段，保护软件的安全；通过用户身份鉴别、访问控制、完整性等机制保护信息的安全。（2）通信网络安全为传输中的信息提供保护。通信网络安全涉及安全通信协议、密码机制、安全管理应用进程、安全管理数据库、分布式管理系统等内容。（3）安全管理包括安全域的设置和管理、端系统的安全管理、安全服务管理和安全机制管理等。（4）物理环境与行政管理安全包括人员管理、物理环境管理和行政管理，还涉及环境安全服务配置以及系统管理员职责等。

3．OSI参考模型的结构层次

各信息系统单元需要在OSI模型的各层次上采取不同的安全服务和安全机制，以满足不同的安全需求。网络体系的不同层次的主体和客体及其控制是不同的。（1）链路层负责建立点到点通信，主体是链路的端节点，客体是数据帧，可采用链路加密保证通信安全。（2）网络层负责流量的路由控制，主体是网络或主机，客体是数据包或分组，可以采用防火墙技术控制流量在网络边界的传输；采用IP加密传输信道技术IPsec，在两个网络节点间建立透明的安全加密信道。（3）传输层负责建立端到端的进程通信，主体是进程，客体是虚电路，可采用安全套接层SSL技术实现进程间的安全服务和加密信道。（4）应用层的主体是用户及其应用，客体是文件，可采用能提供各种安全服务的中间件技术，提供身份鉴别、访问控制、数据保密和数据完整性等安全服务，以保证信息和应用的安全。1.4.3动态自适应的信息安全模型

安全策略保护响应检测ProtectionPolicyResponseDection1.5信息安全等级与标准

1.5.1国际信息安全评价标准1．TCSEC标准2．欧洲ITSEC3．加拿大CTCPEC评价标准4．美国联邦准则FC5．CC标准6．BS7799标准1.5.2我国信息安全等级与评价标准

我国将计算机安全保护划分为以下5个级别第一级：用户自主保护级。它的安全保护机制使用户具备自主安全保护的能力，保护用户的信息免受非法的读写破坏。第二级：系统审计保护级。除具备第一级所有的安全保护功能外，要求创建和维护访问的审计跟踪记录，使所有的用户对自己行为的合法性负责。第三级：安全标记保护级。除继承前一个级别的安全功能外，还要求以访问对象标记的安全级别限制访问者的访问权限，实现对访问对象的强制访问。第四级：结构化保护级。在继承前面安全级别安全功能的基础上，将安全保护机制划分为关键部分和非关键部分，对关键部分直接控制访问者对访问对象的存取，从而加强系统的抗渗透能力。

第五级：访问验证保护级。这一个级别特别增设了访问验证功能，负责仲裁访问者对访问对象的所有访问活动。1.6信息安全法规

1.6.1我国信息安全立法情况

1.6.2国际信息安全立法情况

1．打击网络犯罪的国际合作与立法2．信息资源版权保护与法律3．世贸活动中的网络安全法规4．其他相关立法

1.7网络信息安全形势与发展趋势

1.7.1网络信息安全形势

1．国外网络信息安全形势2．国内网络信息安全形势

1.7.2网络信息安全技术研究现状1．国际上网络信息安全的研究2．我国网络信息安全的研究

1.7.3网络信息安全的发展趋势

1．网络信息安全攻击的发展趋势（1）自动化程度和速度提高（2）工具越来越复杂（3）安全漏洞的发现越来越快（4）攻击网络基础设施产生的威胁越来越大2．网络信息安全防御的发展趋势

（1）安全防御技术（2）安全管理第2章

黑客与攻击技术

2.1黑客概述

2.1.1黑客与黑客守则

1．什么是黑客黑客是“Hacker”的音译，源于动词Hack，其引申意义是指“干了一件非常漂亮的事”。这里说的黑客是指那些精于某方面技术的人。对于计算机而言，黑客是指既具有高超的专业技术（精通网络、系统、外设以及软硬件技术），又能遵守黑客行为准则的人。通常所说的“黑客”指的是骇客（Cracker，破坏者），是那些怀有不良企图，强行闯入他人系统或以某种恶意目的干扰他人的网络，运用自己的知识去做出有损他人权益的事情的人，也称入侵者。

2．黑客守则任何职业都有相关的职业道德，黑客也有其“行规”，一些守则是必须遵守的，归纳起来就是“黑客守则”。

（1）不要恶意破坏任何系统，否则会给自己带来麻烦。（2）不要破坏别人的软件和资料。（3）不要修改任何系统文件，如果是由于进入系统的需要，则应该在目的达到后将其恢复原状。（4）不要轻易地将你要黑的或者黑过的站点告诉不信任的朋友。（5）在发表黑客文章时不要用自己的真实名字。（6）正在入侵的时候，不要随意离开自己的电脑。（7）不要入侵或破坏政府机关的主机。（8）将自己的笔记放在安全的地方。（9）已侵入的电脑中的账号不得清除或修改。（10）可以为隐藏自己的侵入而作一些修改，但要尽量保持原系统的安全性，不能因为得到系统的控制权而将门户大开。（11）勿做无聊、单调并且愚蠢的重复性工作。（12）要做真正的黑客，读遍所有有关系统安全或系统漏洞的书籍。1．信息收集黑客首先要确定攻击的目标，然后利用社会学攻击、黑客技术等方法和手段收集目标主机的各种信息。收集信息并不会对目标主机造成危害，只是为进一步攻击提供有价值的信息。2．入侵并获得初始访问权黑客要想入侵一台主机，必须要有该主机的账号和密码，。所以黑客首先要设法盗取账户文件，并进行破解，以获得用户的账号和密码，然后以合法的身份登录到被攻击的主机上。3．获得管理员权限，实施攻击有了普通账号就可以侵入到目标主机之中，由于普通账号的权限有限，所以黑客会利用系统的漏洞、监听、欺骗、口令攻击等技术和手段获取管理员的权限，然后实施对该主机的绝对控制。4．种植后门为了保持对“胜利果实”长期占有的欲望，在已被攻破的主机上种植供自己访问的后门程序。5．隐藏自己当黑客实施攻击以后，通常会在被攻击主机的日志中留下相关的信息，所以黑客一般会采用清除系统日志或者伪造系统日志等方法来销毁痕迹，以免被跟踪。2.1.2黑客攻击的步骤

2.1.3黑客常用的攻击手段

目前常见的黑客攻击手段主要有以下几种：

1．社会工程学攻击社会工程学攻击是指利用人性的弱点、社会心理学等知识来获得目标系统敏感信息的行为。攻击者如果没有办法通过物理入侵的办法直接取得所需要的资料时，就会通过计策或欺骗等手段间接获得密码等敏感信息，通常使用电子邮件、电话等形式对所需要的资料进行骗取，再利用这些资料获取主机的权限以达到其攻击的目的。（1）打电话请求密码尽管不像前面讨论的策略那样聪明，但打电话寻问密码却经常奏效。在社会工程中那些黑客冒充失去密码的合法雇员，经常通过这种简单的方法重新获得密码。（2）伪造Email

通过使用telnet黑客可以截取任何用户Email的全部信息，这样的Email消息是真实的，因为它发自于合法的用户。利用这种机制黑客可以任意进行伪造，并冒充系统管理员或经理就能较轻松地获得大量的信息，以实施他们的恶意阴谋。

2．信息收集型攻击

信息收集就是对目标主机及其相关设施、管理人员进行非公开的了解，用于对攻击目标安全防卫工作情况的掌握。（1）简单信息收集。可以通过一些网络命令对目标主机进行信息查询。如，Ping、Finger、Whois、Tracerroute等。

（2）网络扫描。使用扫描工具对网络地址扫描、开放端口等情况扫描。（3）网络监听。使用监听工具对网络数据包进行监听，以获得口令等敏感信息。

3．欺骗型攻击通常利用实体之间的信任关系而进行的一种攻击方式，主要形式有：（1）IP欺骗。使用其它主机的IP地址来获得信息或者得到特权。（2）Web欺骗。通过主机间的信任关系，以Web形式实施的一种欺骗行为。（3）邮件欺骗。用冒充的Email地址进行欺骗。（4）非技术类欺骗。主要是针对人力因素的攻击，通过社会工程技术来实现。

4．漏洞与缺陷攻击

通常是利用系统漏洞或缺陷进行的攻击。（1）缓冲区溢出：是指通过有意设计而造成缓冲区溢出的现象，目的是使程序运行失败，或者为了获得系统的特权。（2）拒绝服务攻击：如果一个用户占用大量资源，系统就没有剩下的资源再提供服务的能力，导致死机等现象的发生，如，死亡之Ping、泪滴（Teardrop）、UDP洪水、SYN洪水、Land攻击、邮件炸弹、Fraggle攻击等。（3）分布式拒绝服务攻击：攻击者通常控制多个分布的“傀儡”主机对某一目标发动拒绝服务的攻击。

5．利用型攻击利用型攻击是指试图直接对主机进行控制的攻击，常见有：（1）猜口令。通过分析或暴力攻击等手段获取合法账户的口令。（2）木马攻击。这里的“木马”是潜在威胁的意思，种植过木马的主机将会完全被攻击者掌握和控制。

6．病毒攻击是指使目标主机感染病毒从而造成系统损坏、数据丢失、拒绝服务、信息泄密、性能下降等现象的攻击。病毒是当今网络信息安全的主要威胁之一。

2.1.4黑客入侵后的应对措施

1．发现黑客发现信息系统是否被入侵不是件容易的事，即使已经有黑客入侵，也可能永远发现不了。如果黑客破坏了站点的安全性，则就追踪他们.2．应急操作（1）估计形势（2）切断连接（3）分析问题（4）采取行动

3．抓住入侵者2.1.5黑客与信息安全

进入21世纪，黑客的行为又呈现出新的特点，主要表现为：（1）群体组织化（2）地域全球化（3）构成大众化（4）阵容年轻化（5）技术智能化（6）手段多样化（7）动机商业化（8）身份合法化（9）行为军事化2.2网络扫描

2.2.1扫描的概念

网络扫描就是对计算机系统或者其他网络设备进行与安全相关的检测，以找出目标系统所放开放的端口信息、服务类型以及安全隐患和可能被黑客利用的漏洞。它是一种系统检测、有效防御的工具。当然如果被黑客掌握，它也可以成为一种有效的入侵工具。

2.2.2网络扫描的原理

网络扫描的基本原理是通过网络向目标系统发送一些特征信息，然后根据反馈情况，获得有关信息。网络扫描通常采用两种策略：第一种是被动式策略，第二种是主动式策略。所谓被动式策略就是基于主机之上，对系统中不合适的设置、脆弱的口令以及其他与安全规则抵触的对象进行检查；而主动式策略是基于网络的，它通过执行一些脚本文件模拟对系统进行攻击的行为并记录系统的反应，从而发现其中的漏洞。利用被动式策略扫描称为安全扫描，利用主动式策略扫描称为网络安全扫描。

2.2.3网络扫描的防范

预防端口扫描的检测是一个大的难题，因为每个网站的服务（端口）都是公开的，所以一般无法判断是否有人在进行端口扫描。但是根据端口扫描的原理，扫描器一般都只是查看端口是否开通，然后在端口列表中显示出相应的服务。因此，网络管理员可以把服务开在其他端口上，如可以将HTTP服务固定的80端口改为其他端口，这样就容易区别合法的连接请求和扫描现象。实际上，防范扫描可行的方法是：（1）关闭掉所有闲置的和有潜在威胁的端口。（2）通过防火墙或其它安全系统检查各端口，如果有端口扫描的症状时，就立即屏蔽该端口。（3）利用特殊软件在一些端口上欺骗黑客，让其扫描和攻击“陷阱”端口。

2.3网络监听

2.3.1监听的概念

1．什么是监听网络监听也被称作网络嗅探（Sniffer）。它工作在网络的底层，能够把网络传输的全部数据记录下来，黑客一般都是利用该技术来截取用户口令的。网络监听是一种常用的被动式网络攻击方法，能帮助入侵者轻易获得用其他方法很难获得的信息，包括用户口令、账号、敏感数据、IP地址、路由信息、TCP套接字号等。

2．监听的特点网络监听通常在网络接口处截获计算机之间通信的数据流，是进行网络攻击最简单、最有效的方法。它具有以下特点：（1）隐蔽性强。进行网络监听的主机只是被动地接收在网络中传输的信息，没有任何主动的行为，既不修改在网络中传输的数据包，也不往链路中插入任何数据，很难被网络管理员觉察到。（2）手段灵活。网络监听可以在网络中的任何位置实施，可以是网络中的一台主机、路由器，也可以是调制解调器。其中，网络监听效果最好的地方是在网络中某些具有战略意义的位置，如网关、路由器、防火墙之类的设备或重要网段；而使用最方便的地方是在网络中的一台主机中。

3．监听的危害

监听虽然没有直接对系统发动破坏性攻击，但是其依旧是危险的，主要危害有：（1）能够捕获口令。（2）能够捕获专用的或者机密的信息。（3）可以用来危害网络邻居的安全，或者用来获取更高级别的访问权限。（4）分析网络结构，进行网络渗透。

2.3.2监听的原理

正常情况下，网卡只接收发给自己的信息，但是如果将网卡模式设置为Promiscuous（混杂模式），网卡进行的数据包过滤将不同于普通模式。本来在普通模式下，只有本地地址的数据包或者广播（多播等）才会被网卡提交给系统核心；否则这些数据包就直接被网卡抛弃。现在，混合模式让所有经过的数据包都传递给系统核心；然后被Sniffer等程序利用。所谓混杂接收模式是指网卡可以接收网络中传输的所有报文，无论其目的MAC地址是否为该网卡的MAC地址。正是由于网卡支持混杂模式，才使网卡驱动程序支持MAC地址的修改成为可能；否则，就算修改了MAC地址，但是网卡根本无法接收相应地址的报文，该网卡就变得只能发送，无法接收，通信也就无法正常进行了。要使机器成为一个Sniffer，需要一个特殊的软件（以太网卡的广播驱动程序）或者需要一种能使网络处于混杂模式的网络软件。

2.3.3监听的防范

1．检测网络嗅探网络嗅探的检测其实是很麻烦的，由于嗅探器需要将网络中入侵的网卡设置为混杂模式才能工作，所以可以通过检测混杂模式网卡的工具来发现网络嗅探。还可以通过网络带宽出现反常来检测嗅探。通过某些带宽控制器，可以实时看到目前网络带宽的分布情况，如果某台机器长时间的占用了较大的带宽，这台机器就有可能在监听。通过带宽控制器也可以察觉出网络通信速度的变化。对于SunOS和其他的BSDUnix系统可以使用Lsof命令来检测嗅探器的存在。Lsof的最初的设计目的并非为了防止嗅探器入侵，但因为在嗅探器入侵的系统中，嗅探器会打开Lsof来输出文件，并不断传送信息给该文件，这样该文件的内容就会越来越大。如果利用Lsof发现有文件的内容不断地增大，就可以怀疑系统被嗅探。

2．主动防御网络嗅探最好的办法就是使网络嗅探不能达到预期的效果，使嗅探价值降低，可以使用的方法包括：（1）采用安全的拓扑结构。（2）通信会话加密。（3）采用静态的ARP或者IP-MAC对应表。2.4

Web欺骗

2.4.1

Web欺骗的概念

Web欺骗是指攻击者建立一个使人相信的Web站点的“拷贝”，这个Web站点“拷贝”就像真的一样，它具有原页面几乎所有页面元素。然而攻击者控制了这个Web站点的“拷贝”，被攻击对象和真的Web站点之间的所有信息流动都被攻击者所控制了。

2.4.2

Web攻击的原理

Web欺骗攻击的原理是打断从被攻击者主机到目标服务器之间的正常连接，并建立一条从被攻击主机到攻击主机再到目标服务器的连接。虽然这种攻击并不会直接造成被攻击者主机的软、硬件损坏，但是它所带来的危害也是不能忽视的。

2.4.3

Web欺骗的防范

1．短期的解决办法（1）上网浏览时，最好关掉浏览器的

JavaScript，只有当访问熟悉的网站时才打开它，目的是使攻击者不能隐藏攻击的迹象。（2）不从自己不熟悉的网站上链接到其他网站，特别是链接那些需要输入个人账户名和密码的有关电子商务的网站。（3）要养成从地址栏中直接输入网址来实现浏览网站的好习惯。

2．长期的方法（1）IP地址、子网、域的限制：它可以保护单个的文档，也可以保护整个的目录。如果浏览器的IP不在授权的IP地址之列，则它是无法与该文档进行连接的，即通过授权的方式对IP地址、子网和域进行保护。（2）用户名和密码：为获取对文档或目录的访问，需输入用户名和密码。（3）加密：这是通过公开密钥技术实现的，所有传送的内容都是加密的，除了接收者之外无人可以读懂。

2.5

IP地址欺骗

2.5.1

IP地址欺骗的概念

1．

IP地址盗用

IP地址盗用是指一台主机有目的地使用他人合法的IP地址，而不用自己的IP地址的行为。带有假冒的IP地址的IP包既可能来自同一网段内部，也可能来自网段外部。不同的情况有不同的结果。2．IP地址欺骗所谓IP地址欺骗，就是伪造某台主机的IP地址的技术。其实质就是让一台机器来扮演另一台机器，以达到蒙混过关的目的。被伪造的主机往往具有某种特权或者被另外的主机所信任。

2.5.2

IP欺骗的原理

IP欺骗是利用主机之间的正常的信任关系来发动的，这种信任是有别于用户间的信任和应用层的信任的。黑客可以通过命令方式或扫描技术、监听技术来确定主机之间的信任关系。假如一个局域网内的主机间存在着某种信任关系，如果主机A信任主机B，主机B信任主机C，为了侵入该网络，黑客可以采用以下方法：（1）通过假冒主机B来欺骗主机A和主机C；（2）通过假冒主机A和主机C来欺骗主机B。为了假冒C去欺骗主机B，首要的任务是攻击主机C，使其瘫痪，即先实施拒绝服务攻击。值得注意的是，并不是在任何情况下都要使被假冒的主机瘫痪，但在Ethernet网上的IP欺骗必须要这么做，否则会引起网络挂起。2.5.3

IP欺骗的防范

（1）放弃基于地址的信任策略

IP欺骗是建立在信任的基础之上的，防止IP欺骗的最好的方法就是放弃以地址为基础的验证。当然了这是以丧失系统功能、牺牲系统性能为代价的。（2）对数据包进行限制对于来自网络外部的欺骗来说，防止这种攻击的方法很简单，可以在局域网的对外路由器上加一个限制来实现。只要在路由器中设置不允许声称来自于内部网络中的数据包通过就行了。当实施欺骗的主机在同一网段，攻击容易得手，且不容易防范。一般通过路由器对数据包的监控来防范IP地址欺骗。（3）应用加密技术对数据进行加密传输和验证也是防止IP欺骗的好方法。IP地址可以盗用，但现代加密技术在理论上是很难可破解的。

2.6缓冲区溢出

2.6.1缓冲区溢出的概念

缓冲区溢出攻击是一种系统攻击的手段，通过往缓冲区写超出其长度的内容，造成缓冲区溢出，从而破坏程序的堆栈，使程序转而执行其它指令，以达到攻击的目的。

2.6.2缓冲区溢出的原理

voidfuncton（char*str）{charbuffer[16]；

strcpy（buffer，str）；

}

该程序的功能是通过strcpy函数把str中的字符串拷贝到数组buffer[16]中去，如果str的长度超过16就会造成数组buffer的溢出，使程序出错。

2.6.3缓冲区溢出的防范

（1）编写正确的代码编写安全的程序代码是解决缓冲区溢出漏洞的最根本办法。在程序开发时就要考虑可能的安全问题，杜绝缓冲区溢出的可能性，尤其在C程序中使用数组时，只要数组边界不溢出，那么缓冲区溢出攻击就无从谈起，所以对所有数组的读写操作都应控制在正确的范围内，通常通过优化技术来实现之。（2）非执行的缓冲区非执行的缓冲区技术是指通过使被攻击程序的数据段地址空间不可执行，从而使得攻击者不可能执行被攻击程序输入缓冲区的代码。（3）指针完整性检查堆栈保护是一种提供程序指针完整性检查的编译器技术，通过检查函数活动记录中的返回地址来实现。指针完整性检查是指在程序指针被引用之前先检测它是否被改变，一旦改变主不会被使用。（4）用好安全补丁实际上，让普通用户解决其遇到的安全问题是不现实的，用补丁修补缺陷则是一个不错的，也是可行的解决方法。

2.7拒绝服务攻击

2.7.1拒绝服务攻击的概念

DoS是一种简单有效的攻击方式，其目的是使服务器拒绝正常的访问，破坏系统的正常运行，最终使部分网络连接失败，甚至网络系统失效。从广义上来讲任何导致服务器不能正常提供服务的攻击都叫做拒绝服务攻击。

2.7.2拒绝服务攻击的原理

DoS的基本原理是：首先攻击者向服务器发送大量的带有虚假地址的请求，服务器发送回复信息后等待回传信息，由于地址是伪造的，所以服务器一直等不到回传的信息，分配给这次请求的资源就始终没有被释放。当服务器等待一定的时间后，连接会因超时而被切断，攻击者会再传送一批请求，在这种反复发送地址请求的情况下，服务器资源最终会被耗尽。

2.7.3分布式拒绝服务攻击

DDoS是一种基于DoS的特殊形式的拒绝服务攻击，是一种分布、协作的大规模攻击方式，攻击者控制多个傀儡发起攻击，主要瞄准比较大的站点。被分布式拒绝服务攻击时会出现下列现象：被攻击主机上有大量等待的TCP连接。网络中充斥着大量的无用的数据包，源地址为假。制造高流量无用数据，造成网络拥塞，使受害主机无法正常和外界通讯。利用受害主机提供的服务或传输协议上的缺陷，不断地向目标主机发出服务请求，使受害主机无法及时处理所有正常请求。严重时会造成系统死机。2.7.4拒绝服务攻击的防范

（1）与ISP合作与ISP配合对路由访问进行控制、对网络流量的监视，以实现对带宽总量的限制以及不同的访问地址在同一时间对带宽的占有率。（2）漏洞检查定期使用漏洞扫描软件对内部网现有的、潜在的漏洞进行检查，以提高系统安全的性能。（3）服务器优化确保服务器的安全，使攻击者无法获得更多内部主机的信息，从而无法发动有效的攻击。（4）应急响应建立应急机构和制度，制定紧急应对策略，以便拒绝服务攻击发生时能够迅速恢复系统和服务。同时还要注意对员工进行相关的培训，使其掌握必要的应对措施和方法。2.8木马

2.8.1木马的概念

1．什么是木马特洛伊木马（Trojanhorse）其名称取自希腊神话的特洛伊木马，它是一种基于远程控制的黑客工具，具有隐蔽性和非授权性的特点。所谓隐蔽性是指木马的设计者为了防止木马被发现，会采用多种手段隐藏木马，这样服务端即使发现感染了木马，由于不能确定其具体位置，往往只能望“马”兴叹；所谓非授权性是指一旦控制端与服务端连接后，控制端将享有服务端的大部分操作权限，包括修改文件，修改注册表，控制鼠标，键盘等等，而这些权力并不是服务端赋予的，而是通过木马程序窃取的。

2．木马的种类（1）破坏型（2）密码发送型（3）远程访问型（4）键盘记录木马（5）DoS攻击木马（6）代理木马（7）FTP木马（8）程序杀手木马（9）反弹端口型木马3．木马伪装的方法

（1）修改图标（2）捆绑文件（3）出错显示（4）自我销毁（5）木马更名2.8.2木马的特点

1．隐蔽性2．具有自动运行性3．具备自动恢复功能4．自动开启特别的端口5．功能的特殊性

2.8.3木马攻击的原理

1．配置木马2.传播木马3.运行木马4.信息泄露5.建立连接6.远程控制

2.8.4木马攻击的防范

1．提高防范意识2．使用杀毒软件或木马专杀工具3．发现系统导常及时断开网络4．及时修补漏洞并关闭可疑的端口5．运行实时监控程序第3章计算机病毒

3.1计算机病毒的概念

3.1.1计算机病毒的定义

《中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例》第二十八条中将计算机病毒定义为：“指编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者毁坏数据，影响计算机使用并能自我复制的一组计算机指令或者程序代码。”

3.1.2计算机病毒的发展历史

计算机病毒的发展经历了以下几个主要阶段：萌芽阶段（1986年－1989年）综合发展阶段（1989年－1992年）成熟发展阶段（1992年－1995年）Internet阶段（1995年以后）

3.2计算机病毒的分类

3.2.1按照计算机病毒攻击的系统分类

1．攻击DOS系统的病毒2．攻击Windows系统的病毒3．攻击UNIX/Linux系统的病毒4．攻击OS/2系统的病毒5．攻击Macintosh系统的病毒6．其他操作系统上的病毒3.2.2按照病毒的攻击机型分类

1．攻击微型计算机的病毒2．攻击小型机的计算机病毒3．攻击工作站的计算机病毒3.2.3按照计算机病毒的链接方式分类1．源码型病毒2．嵌入型病毒3．外壳型病毒4．操作系统型病毒

3.2.4按照计算机病毒的破坏情况分类

1．良性计算机病毒

2．恶性计算机病毒

3.2.5按照计算机病毒的寄生部位或传染对象分类

1．磁盘引导区传染的计算机病毒

2．操作系统传染的计算机病毒

3．可执行程序传染的计算机病毒3.2.6按照计算机病毒激活的时间分类

1．定时病毒

2．随机病毒3.2.7按照计算机病毒传播的媒介分类

1．单机病毒

2．网络病毒3.2.8按照计算机病毒寄生方式和传染途径分类

1．引导型病毒

2．文件型病毒

3．混合型病毒

3.2.9按照计算机病毒特有的算法分类

1．伴随型病毒

2．“蠕虫”型病毒

3．寄生型病毒

4．练习型病毒

5．诡秘型病毒

6．变型病毒（又称幽灵病毒）

3.2.10按照计算机病毒破坏的能力分类

1．无害型

2．无危险型

3．危险型

4．非常危险型

3.3计算机病毒的原理

3.3.1计算机病毒的工作原理

计算机病毒的产生过程可分为：程序设计-传播-潜伏-触发、运行-实行攻击。计算机病毒从生成开始到完全根除结束也存在一个生命周期。开发期传染期潜伏期发作期发现期同化期

消亡期

2．计算机病毒基本环节计算机有病毒有自己的生命周期，实际上，计算机病毒要完成一次完整的传播破坏过程，必须经过“分发拷贝、潜伏繁殖、破坏表现”几个环节，任何一个环节都可以抑制病毒的传播、蔓延，或者清除病毒。与这个环节相关的概念为：（1）传染源（2）传播途径（3）传染（4）病毒激活（5）病毒触发（6）病毒表现

3．计算机病毒的逻辑结构

计算机病毒是以现代计算机网络为环境而存在并发展的，即计算机系统软、硬件环境决定了计算机病毒的结构，而这种结构是能够充分利用系统资源进行活动的最合理体现。计算机病毒一般由感染标志（病毒签名）、引导模块、感染模块和破坏模块（表现模块）4个部分组成。

4．计算机病毒的工作原理（1）DOS病毒的原理（2）Windows病毒的原理

PE病毒基本上需要具有重定位、截获API函数地址、搜索感染目标文件、内存文件映射、实施感染等功能。

3.3.2计算机病毒的特征

1．传染性2．隐蔽性3．破坏性4．潜伏性5．衍生性6．寄生性7．针对性8．非授权性9．不可预见性10．可控性11．可执行性12．攻击的主动性13．欺骗性

3.3.3计算机病毒的破坏行为

（1）攻击系统数据区（2）干扰系统运行，使运行速度下降。（3）攻击文件（4）抢占系统资源（5）干扰I/O设备，篡改预定设置以及扰乱运行（6）导致系统性能下降（7）攻击存储器（8）破坏CMOS中的数据（9）破坏网络系统，非法使用网络资源，破坏电子邮件，发送垃圾信息，占用网络带宽等。

3.4计算机网络病毒

3.4.1计算机网络病毒的定义

从广义上来说，计算机网络病毒是指利用网络进行传播的一类病毒的总称。网络在与人方便的同时，也成了传播病毒的最佳渠道，它可使病毒迅速地从一台主机传染到另一台主机，瞬间就会影响整个网络。一个网络只要有一个入口点，那么就很有可能感染上网络病毒，使病毒在网络中传播扩散，甚至破坏整个系统。严格地说，通过网络传播的病毒并不一定是网络病毒。而“蠕虫”等以网络为平台，能在网络中传播、复制及破坏的病毒才是真正的网络病毒。网络病毒与单机计算机病毒是有较大的区别的，网络病毒使用网络协议进行传播，它们通常不修改系统文件或硬盘的引导区。计算机网络病毒感染客户机的内存，强制这些计算机向网络中发送大量信息，因而可能导致网络速度下降甚至瘫痪。由于网络病毒保留在内存中，因此传统的基于磁盘的文件I/O扫描方法通常无法检测到它们。3.4.2网络病毒的特点

1．破坏性强2．传播性极强3．扩散面广4．传染速度快5．清除难度大6．传染方式多3.4.3网络病毒的分类

1．按类型分类目前流行的网络病毒从类型上主要分为木马病毒和蠕虫病毒：（1）木马病毒实际上是一种后门程序，他常常潜伏在操作系统中监视用户的各种操作，窃取用户的隐私信息，如QQ、游戏账号，甚至网上银行的账号和密码等。（2）蠕虫病毒是一种典型的网络病毒，它可以通过多种方式进行传播，甚至是利用操作系统和应用程序的漏洞主动进行攻击，每种蠕虫都包含一个扫描功能模块负责探测存在漏洞的主机，在网络中扫描到存在该漏洞的计算机后就马上传播出去。这点也使得蠕虫病毒危害性非常大，可以说网络中一台计算机感染了蠕虫病毒可以在一分钟内将网络中所有存在该漏洞的计算机进行感染。由于蠕虫发送大量传播数据包，所以被蠕虫感染了的网络速度非常缓慢，被蠕虫感染了的计算机也会因为CPU和内存占用过高而接近死机状态。

2．按传播途径分类网络病毒按照传播途径可分为邮件型病毒和漏洞型病毒：（1）邮件病毒是通过电子邮件进行传播的，病毒将自身隐藏在邮件的附件中并伪造虚假信息欺骗用户打开该附件从而感染病毒，当然有的邮件性病毒利用的是浏览器的漏洞来实现。

这时用户即使没有打开邮件中的病毒附件而仅仅浏览了邮件内容，由于浏览器存在漏洞也会让病毒趁虚而入。

（2）漏洞病毒。目前应用最广泛的Windows操作系统存在着非常多的漏洞。这类病毒就利用了的系统漏洞进行传播和破坏活动，漏洞型病毒则更加可怕，即使用户没有运行非法软件、没有打开邮件浏览，只要连接到网络中，漏洞型病毒就会利用操作系统的漏洞进入客户机。如2004年风靡的“冲击波”和“震荡波”病毒就是漏洞型病毒的一种，他们使全世界网络计算机的瘫痪，造成了巨大的经济损失。

3.5计算机病毒的检测与预防

3.5.1计算机病毒的表现

1．计算机病毒发作前的表现

2．计算机病毒发作时的表现

3．计算机病毒发作后的表现

3.5.2计算机病毒的检测技术

1．计算机病毒检测技术计算机病毒检测，从技术上可分为指令特征检测、功能特征检测和文件完整性检测三种。2．反病毒软件常用技术（1）病毒码扫描法（2）加总比对法（Check-sum）（3）人工智能陷阱（4）软件模拟扫描法（5）VICE（VirusInstructionCodeEmulation）——先知扫描法（6）实时I/O扫描（RealtimeI/OScan）

3.5.3计算机病毒的防范

1．计算机病毒的防治技术（1）计算机病毒的预防技术（2）计算机病毒的检测技术（3）计算机病毒的清除技术（4）计算机病毒的免疫技术2．计算机病毒的防范策略（1）提高防毒意识（2）立足网络，以防为本（3）多层防御（4）与网络管理集成（5）在网关、服务器上防御

3．企业信息系统防病毒方案

（1）病毒查杀能力（2）对新病毒的反应能力（3）病毒实时监测能力（4）快速、方便的升级（5）智能安装、远程识别（6）管理方便，易于操作（7）对现有资源的占用情况（8）系统兼容性（9）软件的价格（10）软件商的企业实力

第4章

信息加密与鉴别技术

4.1信息加密基础

4.1.1信息加密的发展

1．信息加密技术的发展

2．基本概念

4.1.2数据加密模型消息源加密器解密器消息宿密钥源系统分析者安全信道XXZZYYShannon模型X

4.2传统加密技术

4.2.1替代密码

1．简单替代密码

（1）凯撒密码

凯撒密码就是简单替代密码的一个著名的例子，也称循环移位密码。这是一个古老的加密方法，当年凯撒大帝行军打仗时用这种方法进行通信，因此得名。凯撤密码加密的原理是把明文中所有的字母都用它右边的第k个字母替代，并认为Z后边又是A，这种映射关系表示为如下函数：F（a）=（a+k）modn其中：a表示明文字母

n为字符集中字母个数

k为密钥（2）ROT13ROT13是建立在UNIX系统上的简单加密程序。它是用字母表里a－m的字符来代替n－z，用n－z的字符来代替a－m字符。它的原理和凯撒密码非常类似。凯撒密码移了2位，而ROT13移了13位。ROT13通常作为简单的手段使得我们的电子邮件不能被直接识别和阅读，也不会被那些匹配程序用通常的方法直接找到。如“vybir

lbh!”

这个句子实际上是“iloveyou!”。

ROT13字母对应关系：

abcdefghi…xyznopqrstuv…klm

2．同音替代密码

3．多字母组替代密码

4．多表替代密码

这种加密的加密表是以字母表移位为基础把26个英文字母进行循环移位，排列在一起形成26＊26的方阵。该方阵被称为Vigenere表。采用的算法为：

f（a）=（a＋Bi）modn（i=1，2，…，n）4.2.2

换位密码

1．列换位密码

2．周期换位密码

4.3对称加密技术

4.3.1数据加密标准1．数据加密标准

2．DES算法的原理

初始变换64位的密文逆初始变换DES原理(1)64位明文64位的密钥加密变换16轮子密钥生成3．DES算法的实现步骤

（1）初始变换

（2）加密变换

（3）最后换位

4．DES算法的安全性

国际数据加密算法IDEA(InternationalDataEncryptionAlgorithm)是瑞士联邦技术学院开发的一种面向数据分组块的数据加密标准。它使用128位密钥，每次加密一个64位的数据块。任何人都可以得到这个算法，其安全性与DES算法一样并不隐藏算法本身，而在于保存好密钥。

IDEA算法被认为是当前最好的、最为安全的加密标准算法，可用于加密和解密。IDEA用了混乱和扩散等操作，主要有3种操作：异或、模加、模乘，容易用软件和硬件实现。

IDEA算法运算时间与DES的速度一样快。IDEA算法的安全性有很大的提高，其密钥128位，在穷举的情况下，需要经过2128次加密才能恢复出密钥。对于每秒检查10亿个密钥的计算机，它将检测10年。4.3.2国际数据加密算法

4.4非对称加密技术4.4.1公钥体制的原理公钥体制的特点是采用两个相关的密钥将加密与解密分开，其中一个密钥是公开的，称为公钥，用来加密；另一个密钥为用户专用，称为私钥，用于解密。其算法的重要特点是已知密码算法和加密密钥，求解密密钥在计算上是不可行的。

1．密钥对的产生

1）选择两个大素数p

和q，计算：n=p*q

欧拉函数值：Φ(n)=（p–1）*（(q–1)2）然后随机选择加密密钥e，要求

1<e<Φ（n）

且

（Φ（n）,e）

=1即：e

与

（

p-1）*（q–1）互质。

3）最后，利用

Euclid算法计算解密密钥d，满足

e*d=1modΦ（n）注：其中，n和d也要互素。数e和

n是公钥，d是私钥。两个素数p和q不再需要，应该丢弃，不要让任何人知道。

2．加密时作如下计算：

（公钥加密）

C=P^emodn3．解密时作如下计算：（私钥解密）

P=C^dmodn

4.4.2

RSA算法的基本思想

4.4.3

RSA算法的安全性

RSA算法的安全性主要是基于大数分解困难的假设，因为是否等同于大数分解一直未能得到理论上的证明，不过目前RSA算法的一些变种算法已被证明等价于大数分解。不管怎样，分解n是最显然的攻击方法，它经历了各种攻击，至今未被完全攻破。现在，人们已经能分解多个十进位的大素数，而且随着人类计算能力的不断提高，原来被认为不可能分解的大数已被成功分解，这对RSA算法的安全性构成了潜在的危险，对于大整数分解的威胁除了人类的计算能力外，还有来自分解算法的改进，因此，使用RSA算法时其密钥大小的选取就显得特别重要，一般情况下模数n选得大一些为好，但还要因具体适用情况而定。4.5密钥管理与交换

4.5.1密钥分配

1．常规加密密钥的分配

（1）集中式密钥分配方案。在集中式密钥分配方案中，由一个中心节点负责密钥的产生并分配给通信双方，或者由一组节点组成层次结构负责密钥的产生并分配给通信的双方。在这种情况下，用户不需要保存大量的会话密钥，只需要保存中心节点的加密密钥，用于安全传送由中心节点产生的即将用于与第三方通信的会话密钥。这种方式的缺点是通信量大，同时需要较好的鉴别功能以鉴别中心节点和通信方。（2）分散式密钥分配方案使用密钥分配中心进行密钥分配要求密钥分配中心是可信任的，并且应该保护它免于被破坏。如果密钥分配中心被第三方破坏，那么所有依靠该密钥分配中心分配会话密钥进行通信方将不能进行正常的安全通信，如果密钥分配中心被第三方控制，那么所有依靠密钥分配中心分配会话密钥进行通信的所有通信方之间的通信信息将被这个入侵的第三方轻而易举地窃听到。如果把单个密钥分配中心分散成几个密钥分配中心，将会降低这种风险。更进一步，可以把几个密钥分配中心分散到所有的通信方，即每个通信方同时也是密钥分配中心，也就是说每个通信方自己保存同其他所有通信方的主密钥。

2．公开加密密钥的分配

3．利用公开密钥加密进行常规加密密钥的分配

4.5.2密钥管理

好的密钥管理系统应该是不依赖于人的因素的，通常要满足以下要求：（1）密钥难以被窃取。（2）在一定条件下窃取了密钥也没有用。（3）密钥有使用范围和时间的限制。（4）密钥的分配和更换过程对用户透明，用户不一定要亲自掌管密钥。在密钥的整个生命周期内，在密钥管理的各个阶段中都要遵循一定的原则。最小特权、最小设备原则和不影响正常工作等原则是应该遵守的。层次化管理是密钥管理常用方式，其中密钥需要动态产生；工作密钥由上层的加密密钥进行保护，最上层的密钥称为主密钥，是整个密钥管理系统的核心；多层密钥体制大大加强了密码系统的可靠性，因为用得最多的工作密钥常常更换，而高层密钥用的较少，使得破译者的难度增大。4.5.3密钥交换

1．Diffie-Hellman密钥交换算法

2．Diffie-Hellman算法的特征（1）仅当需要时才生成密钥，减小了将密钥存储很长一段时间而致使遭受攻击的机会。（2）除对全局参数的约定外，密钥交换不需要事先存在的基础结构。3．Diffie-Hellman密钥交换算法的缺点

（1）没有提供双方身份的任何信息。（2）它是计算密集性的，因此容易遭受阻塞性攻击，即对手请求大量的密钥。（3）没办法防止重演攻击。（4）容易遭受中间人的攻击。

4.6计算机网络加密技术

4.6.1链路加密

链路加密是目前常用的一种加密方法，通常用硬件在网络层以下的物理层和数据链路层中实现，它用于保护通信节点间的数据。

4.6.2节点加密节点加密是链路加密的改进，其目的是克服链路加密在节点处易遭非法存取的缺点。在协议传输层上进行加密，是对源点和目标节点间传输的数据进行加密保护。

4.6.3端-端加密网络层以上的加密，通常称为端-端加密。端-端加密是面向网络高层主体进行的加密，即在协议表示层上对传输的数据进行加密，而不对下层协议信息加密。协议信息以明文形式传输，用户数据在中间节点不需要加密。

数字签名是通过一个单向函数对要传送的报文进行处理所得到的，用以认证报文来源并核实其是否发生变化的一个字符串。目前的数字签名是建立在公钥体制基础上的，是公用密钥加密技术的另一类应用。

2．数字签名的原理（1）发送方对要发送的原始报文通过哈希算法生成一个固定长度的字符串，称为报文摘要，并确保不同的报文所得到的摘要不同，而相同的报文生成的摘要是惟一的。（2）发送方用自己的私有密钥对报文摘要进行加密来形成发送方的数字签名。（3）发送方将数字签名作为报文的附件和报文一起发送给接收方。（4）接收方首先从接到的原始报文中用同样的算法计算新的报文摘要，再用发送方的公钥对报文附件的数字签名进行解密，比较两个报文摘要，如果相同，接收方就可以确认该签是发送方的。4.7数字签名

4.7.1数字签名的原理

1．数字签名

4.7.2数字签名的功能

在传统的商业活动中，为了辨别往来文书的真伪通常都是采用亲笔签名或印章的手段来来实现认证、核准、生效的作用，以规定和明确契约双方的责任和义务。在电子商务中，传送的文件是通过数字签名证明当事人身份与数据真实性的。数字签名用来保证信息传输过程中信息的完整性和提供信息发送者的身份确认的功能。可以解决否认、伪造、篡改及冒充等问题，即发送者事后不能否认发送的报文签名、接收者能够核实发送者发送的报文签名、接收者不能伪造发送者的报文签名、接收者不能对发送者的报文进行部分篡改、网络中的某一用户不能冒充另一用户作为发送者或接收者。

4.8.1报文鉴别码

报文鉴别码

MAC（MessageAuthenticationCode）是用一个密钥生成的一个小的数据块追加在报文的后面。这种技术是假定通信的双方共享一个密钥K，当用户A向用户B发送报文M时，就根据此密钥和报文计算出报文鉴别码

MAC=F（K,M），这里

F就是加密算法的某一函数。此报文的报文鉴别码连同报文一起传送到用户B。用户B用收到的报文（不包括报文鉴别码），使用同样的密钥

K，再计算一次报文鉴别码，并与收到的报文鉴别码相比较。如果二者一致，则鉴别此报文是真的。

4.8报文鉴别技术

4.8.2

散列函数

1．单向散列函数报文摘要MD（MessageDigest），将可变长度的报文M作为单向散列函数的输入，然后得出一个固定长度的标志H（M）。H（M）通常称为报文摘要MD。通常有三种方法来使用MD。

2．MD5报文摘要算法