网络安全理论与技术(第十七讲)

计算机网络安全技术
(ComputerNetworkSecurityTechno1ogies)
总学时：32学时理论：24学时实验（上机、实习等）：8学时
学分:2
课程主要内容：
《计算机网络安全技术》是网络工程专业的一门专业必修课程。

本课程主要介绍计算机网络特别是计算机互联网络安全的基本概念，计算机网络安全的基本原理和技术，计算机网络安全的应用及计算机网络安全技术的实现。

主要内容包括：计算机网络安全的基础知识、网络安全有关的协议、计算机网络安全体系结构、网络安全相关技术（如数据加密技术、防火墙、网络攻击与侵入技术、反病毒技术，入侵检测技术等）、系统平台安全，网络信息安全方案设计等。

先修课程：
《计算机网络》、《操作系统》、《计算机组成原理》等。

适用专业：
网络工程专业
教材：
潘瑜.《计算机网络安全技术》（第二版）.北京：科学出版社，2007
教学叁考书：
[1]石志国，薛为民，江俐.《计算机网络安全教程》.北京：清华大学出版社，2004
[2]袁津生，吴砚农.《计算机网络安全基础》.北京：人民邮电出版社，2002
[3]张小斌.《黑客分析与防范简述》.北京：清华大学出版社，1999
[4]张小斌.《计算机网络安全工具》.北京：清华大学出版社，1999
[5]林柏钢.《网络与信息安全教程》.北京：机械工业出版社，2004
[6]岑贤道.《网络管理协议及应用开发》.北京：清华大学出版社，1998
[7]龚俭，陆晟，王倩.《计算机网络安全导论》.南京：东南大学出版社，2000
[8]袁家政.《计算机网络安全与应用技术》.北京：邮电出版社，2002。

Hot-Point Perspective热点透视DCW177数字通信世界2020.060 引言2017年6月1日，《中华人民共和国网络安全法》正式施行，为依法实行网络安全管理提供了法律依据。

网络是一把双刃剑，它在带来前所未有的便捷之外，也带来了尖锐的网络安全问题，比如，信息泄漏、病毒扩散、数据失窃、网络瘫痪、黑客攻击等问题不胜枚举，一次次警示人们必须将网络安全问题放到事关国家安全和社会稳定的高度，紧跟网络技术发展形势，研究网络安全的性质、特征、表现形式，提出针对性的应对策略。

下面，笔者就如何认识和防范网络安全问题进行简要分析，希望能给读者带来一些启示。

1 网络安全的基本概念顾名思义，计算机网络安全的目标是为确保各类网络组成系统、设施、相关信息资源的安全运行，避免受到恶意攻击、破坏、篡改和窃取，保证网络用户终端正常使用，保证网络服务正常提供。

因此，网络安全的范畴非常广泛，包括组建网络的服务器、路由器等硬件设备，操作系统等管理支配网络的软件，还有大量的网络资源，加强网络安全管理就要根据网络特性，相应采取安全管理手段和技术防范措施，对网络进行安全保护，使网络信息完整、保密、可用、可控。

2 网络安全问题的表现形式（1）是网络信息数据的失窃。

主要表现为网络上的信息数据被别有用心的人采取非法手段窃取，没有得到合法用户的授权。

（2）是对信息资源进行破坏。

非法截取网上的信息数据，采取技术手段进行更改和删减，影响信息资源的正常使用。

（3）是非法传递信息数据。

在网络上非法传递信息数据，违背合法用户授权的通信类型，造成负面影响。

（4）是信息资源使用控制不合理。

资源访问控制不严格，技术防范措施不到位，信息数据遭到破坏。

（5）是网络资源使用违规。

非法用户违规使用网络资源和服务，占用了有限的资源，影响了正当用户的连接。

（6）是外在因素的影响。

计算机网络的设置环境、自然条件、人员流动等情况带来的不利影响。

（7）是系统存在的漏洞。

网络安全理论书籍
《网络安全理论与技术》是一本全面介绍网络安全的理论、技术和实践的专业书籍。

本书由浙江大学教授林方伟、副教授刘宇翔、研究员杨晓科共同撰写，内容涵盖了网络安全的基本概念、攻击与威胁、防御与保护等方面。

本书首先介绍了网络安全的基本理论和概念，包括计算机网络的基本结构、通信协议的原理和安全需求等。

然后详细阐述了网络攻击和威胁的各种形式，如网络黑客、恶意软件、拒绝服务攻击等，以及网络渗透测试和红蓝对抗等技术。

第三部分介绍了网络安全的防御与保护，包括身份认证与访问控制、数据加密与解密、入侵检测与防御、安全审计与日志分析等方面。

书中讲解了各种网络安全技术的原理和应用，如防火墙、入侵检测系统、虚拟专用网络等。

最后一部分介绍了网络安全的管理与实践，包括安全策略与计划、安全意识教育与培训、紧急响应与恢复等内容。

作者从管理的角度出发，讲解了如何制定和落实网络安全策略，并介绍了常见的网络安全事件的应急响应和恢复步骤。

本书不仅涵盖了网络安全的理论，还介绍了实践中的常见技术和应用，适合网络安全从业者和感兴趣的读者阅读。

该书还提供了大量的案例分析和实验指导，读者可通过实验来学习和掌握网络安全技术。

总之，《网络安全理论与技术》是一本系统全面介绍网络安全
的专业书籍，适合网络安全从业者、学术研究人员和学生阅读。

通过阅读本书，读者可以全面了解网络安全领域的基本理论和技术，并学会应对各种网络攻击与威胁的方法和策略。

网络安全期末复习题型：1、选择、判断、简答（45%）2、分析题（55%）注：如有发现错误，希望能够提出来。

第一章引言一、填空题1、信息安全的3个基本目标是：保密性、完整性和可用性。

此外，还有一个不可忽视的目标是：合法使用。

2、网络中存在的4种基本安全威胁有：信息泄漏、完整性破坏、拒绝服务和非法使用。

3、访问控制策略可以划分为：强制性访问控制策略和自主性访问控制策略。

4、安全性攻击可以划分为：被动攻击和主动攻击。

5、X.800定义的5类安全服务是：认证、访问控制、数据保密性、数据完整性、不可否认性。

6、X.800定义的8种特定的安全机制是：加密、数字签名、访问控制、数据完整性、认证交换、流量填充、路由控制和公证。

7、X.800定义的5种普遍的安全机制是：可信功能度、安全标志、事件检测、安全审计跟踪和安全恢复。

二、思考题2、基本的安全威胁有哪些？主要的渗入类型威胁是什么？主要的植入类型威胁时什么？请列出几种最主要的威胁。

答：基本的安全威胁有：信息泄露、完整性破坏、拒绝服务、非法使用。

主要的渗入类型威胁有：假冒、旁路、授权侵犯。

主要的植入威胁有：特洛伊木马、陷门最主要安全威胁：（1）授权侵犯（2）假冒攻击（3）旁路控制（4）特洛伊木马或陷阱（5）媒体废弃物（出现的频率有高到低）4.什么是安全策略？安全策略有几个不同的等级？答：安全策略：是指在某个安全区域内，施加给所有与安全相关活动的一套规则。

安全策略的等级：1安全策略目标；2机构安全策略；3系统安全策略。

6.主动攻击和被动攻击的区别是什么？请举例说明。

答：区别：被动攻击时系统的操作和状态不会改变，因此被动攻击主要威胁信息的保密性。

主动攻击则意在篡改或者伪造信息、也可以是改变系统的状态和操作，因此主动攻击主要威胁信息的完整性、可用性和真实性。

主动攻击的例子：伪装攻击、重放攻击、消息篡改、拒绝服务。

被动攻击的例子：消息泄漏、流量分析。

9、请画出一个通用的网络安全模式，并说明每个功能实体的作用。

第4章数据加密技术[学习目标]1. 理解数据加密技术2. 会使用文档加密和磁盘加密实例3. 学会使用加密工具软件4. 掌握证书制作与CA系统的配置5. 了解VPN技术本章要点●传统工艺加密方法●DES加密算法和RSA加密算法●计算机网络的加密技术●几个简单加密软件的使用●数字签名的实现方法●CA认证和认证产品●鉴别技术与方法●个人数字凭证的申请、颁发和使用4.1 文档加密实例4.1.1 文件加密实例Windows 2000 支持两种数据保护方式：存储数据的保护和网络数据的保护。

1．存储数据的保护方法有：文件加密系统(EFS) ；数字签名。

2．网络数据的保护方法有：网际协议安全；路由和远程访问；代理服务器。

文件加密与数字签名技术，它是为提高信息系统及数据的安全性和保密性, 防止秘密数据被外部窃取、侦听或破坏所采用的主要技术手段之一。

随着信息技术的发展, 网络安全与信息保密日益引起人们的关注。

目前各国除了从法律上、管理上加强数据的安全保护外, 从技术上分别在软件和硬件两方面采取措施, 推动着数据加密技术和物理防范技术的不断发展。

按作用不同, 文件加密和数字签名技术主要分为数据传输、数据存储、数据完整性的鉴别以及密钥管理技术四种。

Windows2000 强大的加密系统能够给磁盘、文件夹、文件加上一层安全保护。

这样可以防止别人把你的硬盘挂到别的机器上读出里面的数据。

如果硬盘上有一个文件需要加密，则在我的电脑窗口中选中该文件的图标按鼠标右键在快捷菜单上选择属性命令，打开该文件的属性对话框。

如图4.1 所示。

图4.1 打开文件的属性对话框图4.2 打开高级属性对话框图4.3 打开详细信息可以看到用户信息在要加密的文件的属性对话框中选择高级按钮，打开高级属性对话框。

如图4.2 所示。

选中“加密内容以便保护数据”左边的选框，确定即可。

注意，文件系统应该是NTFS。

Windows 的NTFS压缩和加密是不能同时选中的。

2024年信息安全教育培训制度例文第十三条公共信息网络运营单位与用户应严格遵循以下保密规定：（一）用户上传至网络的信息内容，需经用户与网络中心双重保密审查流程，确保所发布信息不触及国家秘密；（二）涉及国家秘密的计算机应用系统，严禁与国际信息网络相连，亦不得接入公共信息网络，且必须与公共信息网络实现物理隔离；（三）任何涉及国家秘密的信息，禁止在公共信息网络中存储、处理或传输；（四）公共信息网络运营单位应建立健全网络安全保密管理制度，负责对用户开展信息安全保密教育。

一旦发现安全漏洞或违规行为，应立即采取补救措施，并向相关部门报告；（五）遵守法律、法规及规章中规定的其他信息保密要求。

第十四条严禁实施以下危害公共信息网络安全的行为：（一）非法窃取他人信息；（二）浏览、复制、制作、传播非法信息；（三）非法侵入、篡改信息系统，蓄意破坏网络系统正常运行；（四）向计算机输入病毒及其他有害数据；（五）法律、法规及规章明文禁止的其他违法行为。

第五章罚则第十五条对于违反本规定的行为，市信息产业局将责令其限期改正。

对于非经营活动中的违规行为，处以一定额度的罚款；对于经营活动中的违规行为，如有违法所得，将处以高额罚款；若无违法所得，亦将处以相应额度的罚款。

第十六条若违规行为涉及其他行政管理部门职权范围的，将由相关部门依法依规处理。

第十七条实施行政处罚时，必须严格遵循《中华人民共和国行政处罚法》的相关规定。

第十八条当事人对行政处罚决定不服的，有权依法申请行政复议或提起行政诉讼。

若当事人在法定期限内未申请复议、未提起诉讼且未履行处罚决定的，作出处罚决定的机关可申请人民法院强制执行。

第十九条对于在信息产业管理工作中滥用职权、徇私舞弊的工作人员，其所在单位将给予行政处分；情节严重、构成犯罪的，将依法移送司法机关追究刑事责任。

第六章附则第二十条本规定中涉及的术语定义如下：（一）公众信息资源：指面向社会公众公开发布的信息资源；（二）应用系统：指用于信息收集、使用、处理及服务的计算机信息系统；（三）信息网络：指利用计算机与通信网络技术进行信息采集、存储、利用、处理及传输的工作系统；（四）专用网络：指自建信息传输网及计算机应用系统，服务于特定领域的计算机网络；（五）内部网络：指利用公共信息网络为机关团体及企事业单位内部用户提供信息服务的计算机网络；（六）网络互联：指本市行政区域内各接入网络与应用系统与公共信息网络及外部其他网络的互联互通；（七）信息服务：涵盖网络接入、通信经营、信息提供、信息处理、信息咨询以及计算机应用系统、信息资源开发、软件技术开发、系统集成等服务活动。

面向信息物理系统鲁棒性的增强策略及优化研究摘要信息物理系统，是一种融合了计算组件、互联网和物理设备等网络，并为实现特定功能目标而无缝集成到应用环境中的一种相互依赖网络架构。

相互依赖网络的性态特点，决定了单一网络内节点的失效会传播到整个系统，严重影响系统的鲁棒性，从而形成级联失效的效应。

级联失效的过程对相互依赖网络中的影响，会远比在单一网络中造成的影响更大，从而具有更大的系统破坏力，使整个相互依赖的系统更易发生崩溃。

同时可以看到，越来越多的信息物理系统在社会生活中得到了更广泛的应用。

为此，如何保证信息物理系统的安全运行，变得越来越重要和必要。

因此，研究如何增强信息物理系统鲁棒性，是一个重要且值得研究的科学问题。

目前，对信息物理系统安全性的研究主要是面向单一网络类型或单一网络节点规模等应用场景，但是系统中子网络间的耦合关系研究没有得到大量关注。

为真实表达不同信息物理系统的结构特性，本文构建了一对一、一对多等耦合方式的相互依赖网络模型，并基于上述模型构建了耦合信息物理融合系统。

其次，在构建的模型基础上，提出了增加网络内部连接边和交换网络间依赖边等安全策略实现增强系统鲁棒性的机制。

具体来说，基于不同的增强策略，对相互依赖的信息物理系统中的网内节点、网间节点的拓扑关系进行了优化设计，从而获得具有更强鲁棒性的信息物理系统模型。

与此同时，基于网络科学中的渗流理论，分析了不同随机攻击比例下，信息物理系统中最大连通组件的节点比例和系统能够抵抗最大随机攻击的节点比例，并对级联失效后的节点比例进行了对比分析，从而得到增强信息物理系统鲁棒性效果较好的优化策略。

综上所述，通过对比分析不同增强策略下的信息物理系统的鲁棒性，并给出不同条件下增强系统鲁棒性的优化策略，从而为构造构建更鲁棒的信息物理系统提供了一定的理论支持和安全保障。

关键词：信息物理系统；鲁棒性；随机攻击；级联失效；增强策略RESEARCH ON THE ENHANCEMENT STRATEGY AND OPTIMIZATION OF CYBER-PHYSICAL SYSTEMSROBUSTNESSABSTRACTCyber-Physical System is one kind of interdependent networks and is designed to seam-lessly integrate computing components,networks,and physical devices into a certain environ-ment for specific purposes.The system properties and characteristics of interdependent net-works determine that the failure of nodes in a single network will be propagated to the entire system,seriously affecting the robustness of the system,and leading to cascading failures.The impact of cascading failures in interdependent networks will affect more nodes than in a single network and then the entire system is more vulnerable to being totally destroyed.Based on the extensive application of cyber-physical systems in daily life,maintaining the normal work of cyber-physical system is to maintain our normal daily lives.Therefore,it is particularly impor-tant to enhance the robustness of the cyber-physical system.In the real world,the single network type,single network node size,and the coupling relationship between networks of cyber physical systems are not exactly the same.Therefore, both one-to-multiple coupled heterogeneous interdependent networks and one-to-one coupled homogeneous interdependent networks are constructed in the experiments to simulate cyber-physical systems.Next,on the basis of the established model,the strategy of increasing the number of the intra-links in the interdependent network and swapping the inter-links between interdependent networks are proposed to enhance the robustness of the network.A new cyber-physical system model is obtained by different strategies which change the topology relationship between nodes in the network.Random attacks have occurred to the model which we have constructed.The percolation theory is used to statistically analyze the proportion of nodes in the giant component after different random attack proportions.Finally,the best strategies to enhance the robustness of the cyber-physical system are obtained by comparing the size of giant component after the above cascade failure.In the summary,the strategy with the best robustness can be obtained under the corre-sponding conditions by analyzing the effects of the robustness of the cyber-physical system under different strategies.KEY WORDS:Cyber-Physical System;robustness;random attack;cascading failure; improved strategy目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)1.1研究背景及意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3本文主要工作及组织结构 (3)1.3.1本文主要工作 (3)1.3.2本文组织结构 (4)2网络科学理论基础 (5)2.1网络节点重要属性值 (5)2.1.1度中心性 (5)2.1.2介数中心性 (6)2.1.3特征向量中心性 (6)2.2基本网络模型 (6)2.2.1随机网络模型 (7)2.2.2小世界网络 (8)2.2.3无标度网络 (8)2.3相互依赖网络 (8)2.4级联失效理论与模型 (9)2.5本章小结 (11)3基于加边策略的信息物理系统鲁棒性增强策略研究 (12)3.1引言 (12)3.2模型分析 (12)3.3增加连接边策略 (17)3.3.1随机加边策略 (17)3.3.2低度中心性值加边策略 (17)3.3.3高度中心性值加边策略 (18)3.4实验结果与分析 (20)3.5本章小结 (27)4基于交换边策略的信息物理系统鲁棒性增强策略研究 (28)4.1引言 (28)4.2模型分析 (28)4.3交换边策略 (29)4.3.1根据度中心性值交换依赖边 (30)4.3.2根据介数中心性交换依赖边 (31)4.3.3根据特征向量中心性交换依赖边 (32)4.4实验结果与分析 (32)4.5本章小结 (36)5总结与展望 (37)5.1工作小结 (37)5.2未来展望 (38)参考文献 (39)攻读学位期间取得的科研成果及奖励 (46)致谢 (47)浙江师范大学学位论文诚信承诺书 (48)浙江师范大学学位论文独创性声明 (49)学位论文使用授权声明 (49)1绪论1.1研究背景及意义随着经济和社会的飞速发展，互联网已广泛应用于我们的日常生活和社会中。

1969年，美国国防部高级研究计划署建成世界上第一个实际运营的封包交换网络（），标志计算机网络的产生。

[答案：B]互联网信息化的发展的动力是（）[答案：D]（）的社会联系和组织具有非自主性。

[答案：C]2015年5月19日，经李克强总理签批，国务院印发《中国制造2025》，部署全面推进实施（）战略。

[答案：D]本讲在“互联网+”改善民生服务时举的例子是（ ）。

[答案：B]本讲提到，欧盟出台的（），对市场准入的问题做了一些规定，值得我国学习借鉴。

[答案：B]根据本讲，以“内容”为特征的桌面互联网表现为（）。

[答案：A,B,C,D]本讲提到，创新驱动战略实施的关键是实现以科技创新为核心的全面创新。

[答案：错]下一步我国媒体加强国际传播能力建设的中心任务是要打造具有较强国际影响的外宣旗舰媒体。

[答案：错]本讲认为，《行动纲要》的发布，彰显了我国信息化发展的核心已从前期分散化的网络和应用系统建设，回归和聚焦到充分发挥数据资源的核心价值。

[答案：错]产业互联网的到来意味着企业级业务创造出的经济规模远远小于消费者零售业务创造出来的规模。

[答案：对]信息化进入基于互联网的融合发展,活跃创新的新阶段。

[答案：错]2013年，中国电子商务仍旧保持快速发展的势头。

[答案：错]根据本讲，我国跨境电子商务在出口和进口方面的规模很大。

[答案：对]本讲提到，机器学习是一类从数据中自动分析获得规律，并且利用规律对未知数据进行预测的（）。

[答案：D]根据本讲，从政策角度，互联网发展带来的新挑战不包括（）。

[答案：A]不属于信息化大趋势的是() [答案：C]分布式能源是上世纪（）年代从热电联产开始的。

[答案：D]根据本讲，信息物理系统指的是（）[答案：B]以下哪一项被称为是一种通过互联网动态提供信息技术资源的信息技术与服务模式，本质是面向服务的商业模式创新（）。

[答案：B]国家发改委专门设定“大数据提升政府治理能力研究”重大课题的年份是（）。