第三章 网络层安全协议要点

西工大网络信息安全复习要点《网络信息安全》复习要点第一章：网络信息安全概论1、OSI安全体系结构：安全威胁、脆弱性、风险、安全服务、安全机制及安全服务与安全机制之间关系2、信息安全的基本属性2、TCP/IP协议族安全问题：TCP/IP协议存在的的安全弱点、DoS攻击原理（TCP SYN Flood、ICMP Echo Flood）第二章：网络信息安全威胁1、常见的安全威胁有那几种；2、DDoS攻击的基本原理及攻击网络的组成3、缓冲区溢出攻击原理4、IP欺骗攻击原理5、ARP欺骗攻击原理第三章：密码学3.1 古典密码学1、密码学基本概念：密码编码学、密码分析学、加密、解密、密钥、主动攻击、被动攻击、对称密码学、非对称密码学、主动/被动攻击、分组密码、流密码、Kerchoffs原则、2、古典密码算法：代换技术密码、置换技术密码、掌握凯撒密码、维吉尼亚密码、Hill密码的加密、解密过程3.2 对称密码学1、基本概念：对称密码体制的特点、流密码、分组密码体制的原理、混淆原则、扩散原则2、DES分组加密算法：分组长度、密钥长度、加密解密流程、工作模式（ECB、CBC、CFB、OFB、计数器）原理、2DES、3DES 的改进之处3.3 非对称密码学1、公钥密码体制的基本概念：公钥体制加密、公钥体制认证的基本原理、单向函数、单向陷门函数2、Diffie-Hellman算法：算法原理，掌握Diffie-Hellman算法用于密钥交换过程3、RSA算法：算法安全性基础、算法原理4、习题：3.8, 3.9, 3.103.4 消息认证和散列函数1、消息认证的基本概念、不可否认性、消息新鲜性、消息认证的基本技术手段2、散列函数的性质和一般结构、MD5/SHA算法的基本结构（输入、输出）、基本用法3、MAC的基本概念和使用方式、HMAC4、习题：3.15、3.163.5 数字签名技术1、数字签名的基本概念：目的、产生方法2、公钥加密算法和签名算法产生签名的基本过程3.6 密钥管理1、密钥层次化结构及概念、2、密钥的存储：3、密钥的分配及协议第五章：信息交换安全技术1、信息交换安全技术的基本功能、安全模型、安全机制、技术基础2、网络层安全协议：网络层安全协议功能、IPSec协议的组成、IPSec的实现模式、SA和SP的基本概念及两者关系、安全协议AH/ESP的功能及应用模式、处理过程3、传输层安全协议：功能、SSL的安全性、SSL协议的组成、SSL协议的密钥管理、习题7.7、7.9、7.134、PGP协议：PGP中保密和鉴别功能、PGP报文生成及接受的处理过程、密钥管理第六章：网络系统安全技术1、主要功能、主要使用技术2、防火墙基本原理、防火墙采用的主要技术及其工作原理（数据包过滤、代理服务和状态检测技术的工作原理/过程）、主要应用模式及其工作原理3、安全漏洞扫描技术的概念、有哪些扫描策略和扫描技术、漏洞扫描系统的构成及各部分功能4、入侵检测技术的概念、NDIS系统的结构及各部分功能、入侵检测方法有哪几类及原理、区别。

IPsec协议解析网络层安全协议的特点与应用网络安全是当今互联网世界中不可或缺的一部分，网络层安全协议是一种用于保护网络数据传输的重要手段。

在网络通信中，IPsec （Internet Protocol Security）协议作为一种较为常见的网络层安全协议，在保护网络数据的传输安全和隐私方面起到了重要作用。

本文将对IPsec协议的特点和应用进行解析。

一、IPsec协议的特点IPsec协议作为一种网络层安全协议，具有以下几个主要特点：1. 完整性保护：IPsec协议通过使用消息认证码（MAC）或哈希算法对IP数据包进行完整性验证，确保数据在传输过程中没有被篡改。

2. 加密通信：IPsec协议采用对称加密算法或非对称加密算法，对IP数据包进行加密，保证数据在传输过程中不被窃取。

3. 身份认证：IPsec协议能够验证通信双方的身份，确保数据只被合法的通信对象接收。

4. 安全性灵活可配置：IPsec协议支持多种加密算法和安全参数的选择，可以根据具体需求进行配置，灵活性较高。

5. 透明性：IPsec协议在网络通信中对上层应用和传输层协议是透明的，对现有的应用程序和协议没有影响。

二、IPsec协议的应用IPsec协议广泛应用于保护网络通信的安全，特别适用于以下几个方面：1. 虚拟专用网络（VPN）：利用IPsec协议可以在公共网络上建立一个安全的私有网络，实现分布式办公、远程访问等需求。

2. 远程访问：IPsec协议可以为远程用户提供加密的隧道，确保用户在远程访问内部资源时的数据传输安全。

3. 网络对等连接：当两个网络之间需要进行安全通信时，IPsec协议可以用于建立安全的虚拟专用网络连接，保证数据传输的安全性。

4. 网络入侵检测与防范：IPsec协议不仅可以加密与认证数据包，还能够检测和防范网络入侵，提高网络的安全性。

5. VoIP安全：利用IPsec协议可以对VoIP通信进行加密和身份验证，确保语音通话的机密性和完整性。

网络协议与网络安全一、网络协议1.1 网络协议的定义网络协议是计算机网络中进行数据交换的规则和约定，它规定了数据传输的格式、信号的转换、传输的速度等。

1.2 网络协议的分类1.2.1 传输层协议：如TCP（传输控制协议）、UDP（用户数据报协议）等。

1.2.2 网络层协议：如IP（互联网协议）、ICMP（互联网控制消息协议）等。

1.2.3 应用层协议：如HTTP（超文本传输协议）、FTP（文件传输协议）、SMTP（简单邮件传输协议）等。

1.3 网络协议的作用网络协议保证了不同计算机之间能够顺利地进行数据交换，使得互联网成为一个功能强大的全球性网络。

二、网络安全2.1 网络安全的定义网络安全是指保护计算机网络及其组成部分免受未经授权的访问、篡改、破坏或泄露信息的过程。

2.2 网络安全的重要性网络安全对于个人、企业和国家都至关重要，它关系到个人隐私、企业机密和国家安全。

2.3 网络安全威胁2.3.1 恶意软件：如病毒、木马、蠕虫等。

2.3.2 网络钓鱼：通过伪装成可信实体，诱骗用户泄露个人信息或下载恶意软件。

2.3.3 数据泄露：未经授权的访问或泄露敏感信息。

2.3.4 DDoS攻击：分布式拒绝服务攻击，使目标网站或网络服务不可用。

2.4 网络安全措施2.4.1 防火墙：通过设置规则，限制未经授权的访问。

2.4.2 加密技术：使用加密算法对数据进行加密，保证数据的机密性。

2.4.3 身份验证：验证用户的身份，防止未授权访问。

2.4.4 安全更新和补丁：及时更新操作系统和软件，修复已知的安全漏洞。

2.4.5 备份和恢复：定期备份数据，以便在数据丢失或损坏时进行恢复。

2.4.6 安全培训和意识：提高用户对网络安全的认识和防范意识。

总结：网络协议与网络安全是计算机网络领域的两个重要方面。

了解网络协议的定义、分类和作用，以及网络安全的定义、重要性、威胁和措施，对于保障个人、企业和国家的网络安全具有重要意义。

网络层及其协议网络层是计算机网络中的一层，位于传输层和数据链路层之间。

它负责在互联网中进行数据包的传输和路由选择。

网络层的协议有许多种，其中最常见的是IPv4和IPv6协议。

一、网络层的作用网络层的主要作用是实现数据包的传输和路由选择。

它在不同的网络节点之间传递数据包，并且根据各节点之间的网络拓扑情况选择最佳的传输路径。

网络层还负责处理数据包的分片和重组，以便适应不同网络的传输要求。

二、IPv4协议IPv4（Internet Protocol version 4）是互联网上最常用的网络层协议。

它使用32位的地址来标识不同的网络节点，每个IPv4地址由四个八位的数字组成，例如192.168.0.1。

IPv4协议提供了一种无连接、不可靠的服务，数据包在传输过程中可能会丢失或乱序。

IPv4协议的数据包包含了源IP地址和目标IP地址，数据包在传输到目标节点之前可能经过多个中间节点。

每个中间节点根据路由表来选择下一跳的节点，以实现数据包的最终传输。

IPv4协议的地址空间有限，只有大约42亿个地址可用。

为了解决地址不足的问题，IPv6协议被引入。

三、IPv6协议IPv6（Internet Protocol version 6）是下一代互联网协议，它的地址空间更大，可以提供约340亿亿亿个唯一的IP地址。

IPv6地址由八组四位的十六进制数字组成，例如2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。

除了地址空间的扩大之外，IPv6协议还提供了许多新的特性和改进。

其中之一是支持网络层的加密和数据完整性验证，以提高数据传输的安全性。

IPv6协议还引入了多播和任播等新的地址类型，以支持更灵活和高效的数据传输。

IPv6协议与IPv4协议是不兼容的，因此在过渡期间需要进行双协议栈的支持，以便IPv4和IPv6网络之间的互通。

四、其他网络层协议除了IPv4和IPv6协议之外，还有一些其他的网络层协议。

osi各层的安全协议OSI（Open Systems Interconnection）模型是一种将计算机网络体系结构分为七个不同层次的参考模型。

每个层次负责不同的功能，使得网络通信能够高效、可靠地进行。

在网络通信过程中，安全协议起着保护数据和信息安全的重要作用。

下面将分别介绍OSI模型的每一层及其对应的安全协议。

第一层：物理层（Physical Layer）物理层是OSI模型中最底层的层次，它负责在物理媒介上传输比特流。

在物理层中，保护数据安全的主要问题是防止数据泄露和窃听。

为了解决这个问题，可以使用加密技术来对传输的数据进行加密，从而保证数据的机密性。

第二层：数据链路层（Data Link Layer）数据链路层负责将物理层传输的比特流划分为数据帧，并通过数据链路进行传输。

在数据链路层中，主要的安全问题是数据的完整性和可靠性。

为了解决这个问题，可以使用帧校验序列（FCS）来检测数据是否被篡改。

此外，还可以使用MAC地址过滤来限制网络访问，从而提高网络的安全性。

第三层：网络层（Network Layer）网络层负责将数据包从源主机传输到目标主机。

在网络层中，主要的安全问题是数据包的路由和转发安全。

为了解决这个问题，可以使用IPSec（Internet Protocol Security）协议来对传输的数据包进行加密和认证，从而保证数据传输的安全性。

第四层：传输层（Transport Layer）传输层负责提供端到端的可靠数据传输。

在传输层中，主要的安全问题是数据的完整性和可靠性。

为了解决这个问题，可以使用传输层安全协议（TLS/SSL）来对传输的数据进行加密和认证，从而保证数据传输的安全性。

第五层：会话层（Session Layer）会话层负责建立、管理和终止会话。

在会话层中，主要的安全问题是会话的安全性和保密性。

为了解决这个问题，可以使用会话层安全协议（SSH）来对会话进行加密和认证，从而保证会话的安全性。

1.与VPN相关的协议有哪些？PPTP、IPSec、SSL。

2.传输层安全协议：SSL TLS，协议位置在应用层下传输层上，传输层要求是TCP（连接型传输层）不能UDP，3.二层隧道协议有哪些？PPTP：以PPP（点对点协议）为基础；只支持在IP网络内使用；只能在两端点间建立单一隧道。

L2TP：可以支持多种传输协议,如IP，A TM，帧中继。

L2F：L2TP协议支持IP、X.25、帧中继或ATM等作为传输协议。

但目前仅定义了基于IP网络的L2TP。

L2TP支持在两端点间使用多隧道。

建立在点对点协议PPP的基础上形成的数据包依靠第二层（数据链路层）协议进行传输。

（网络隧道技术的定义：利用一种网络协议来传输另一种网络协议。

隧道技术解决了专网与公网的兼容问题。

）3. 三层隧道协议有哪些？GRE：通用路由封装协议。

IPsec：包含两个安全协议(AH、ESP)和一个密钥管理协议(IKE)。

是把各种网络协议直接装入隧道协议中，形成的数据包依靠第三层（网络层）协议进行传输，在可扩充性、安全性、可靠性方面优于第二层隧道协议。

4. 与电子邮件相关的协议有哪些？SMTP、POP3、IMAP4、RFC822、MIME、PEM、PGP、S/MIME。

完整性：保障传送过程中数据包不被篡改：mac方法或数字签名使用MAC方法实现完整性保护的协议有哪些？IPSEC（AH和ESP都有认证）、SSL、SNMP使用数字签名方法实现完整性保护的协议有哪些？S/MIME、PGP（2都是签名映像）、SET第一章基础知识部分：TCP/IP协议主要协议及缺陷分析ISO/OSI参考模型：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。

TCP/IP模型：应用层（应用程序）、传输层（TCP、UDP），网络层（ICMP、IP、IGMP），链路层（ARP、RARP）。

一、链路层协议1. ARP地址转换协议：将IP地址转换为硬件MAC地址，与IP协议配合使用。

《网络安全协议》课程教学大纲一、课程基本信息二、课程教学目标本课程内容按照协议栈由底层到高层的顺序组织，通过本课程的学习，使学生在整个网络安全协议的体系结构下，系统地掌握网络安全协议的基本概念、基本理论和基础知识；掌握典型且广泛应用的L2TP、IPsec、SSL和TLS、SSH、Socks、SNMP及SHTTP等安全协议的基本原理、设计思想、系统部署、安全性分析及应用等内容。

针对网络安全需求，使学生深刻理解网络安全协议理论和技术在网络安全保障中的地位和作用，并能够运用所学的知识，进行简单网络安全应用系统的设计与开发，达到保障网络安全要求的目的。

三、教学学时分配《网络安全协议》课程理论教学学时分配表《网络安全协议》课程实验内容设置与教学要求一览表四、教学内容和教学要求第一章安全标准（1学时）（一）教学要求通过本章内容的学习，了解安全标准的国内外发展现状，理解信息技术安全评估通用标准的组件、流程和方法，当前流行操作系统的安全等级等。

（二）教学重点与难点教学重点：信息技术安全评估通用标准。

教学难点：信息技术安全评估通用标准的流程和方法。

（三）教学内容第一节安全标准的国内外发展现状1．TCSEC2．ITSEC、CTCPEC及FC3．GB 17859-19994．GB/T 18336-2001第二节信息技术安全评估通用标准1．CC安全测评体系分析2．安全功能组件3．CC测评流程4．CC评估方法5．通用准则识别协议第三节当前流行操作系统的安全等级1．Windows的安全等级2．Linux的安全等级3．国产操作系统的安全等级本章习题要点：信息技术安全评估通用标准，当前流行操作系统的安全等级。

第二章数据链路层安全协议（3学时）（一）教学要求通过本章内容的学习，理解广域网数据链路层协议和无线局域网数据链路层安全机制，掌握局域网、广域网和无线局域网数据链路层安全协议的基本原理、数据格式、系统部署和安全性分析等。

（二）教学重点与难点教学重点：IEEE 802.10安全协议，第二层隧道协议，点对点隧道协议。