《密码学与网络安全》实验教学大纲

《网络安全》课程教学大纲网络安全课程教学大纲课程概述本课程旨在介绍网络安全的基本概念、原理和技术，并培养学生对网络安全的意识和动手能力。

通过本课程的研究，学生将了解网络攻击的类型和特征，掌握常见的网络攻击与防御技术，以及研究如何保护网络系统免受恶意入侵。

课程目标- 了解网络安全的基本概念和重要性- 掌握网络攻击的常见类型和特征- 研究常见的网络攻击与防御技术- 培养实际操作网络安全技术的能力- 提高对网络安全的意识和保护意识课程内容1. 网络安全概述- 网络安全的定义和重要性- 常见的网络安全威胁2. 网络攻击与防御- 常见的网络攻击类型- 网络攻击的特征和原理- 常用的网络防御技术3. 密码学基础- 对称加密和非对称加密- 数字签名与证书- 安全通信协议4. 网络漏洞评估与渗透测试- 漏洞评估的概念和方法- 渗透测试的流程和技巧- 漏洞修复与安全加固5. 网络安全管理与政策- 网络安全管理的原则和方法- 制定网络安全政策的步骤和要点- 建立网络安全培训与应急响应机制教学方法- 理论讲授：通过课堂教学，介绍网络安全的基本概念和原理。

- 实验操作：开展网络安全实验，培养学生动手能力和解决问题的能力。

- 讨论与案例分析：引导学生参与讨论，分析实际案例，加深对网络安全的理解。

- 课堂练和作业：布置课堂练和作业，巩固学生的研究效果。

考核方式- 期末考试：对学生对网络安全基本概念和技术的理解进行考核。

- 实验报告：要求学生完成相关实验，并撰写实验报告。

- 课堂表现：考察学生在课堂讨论和演练中的表现和参与度。

参考教材1. 《网络安全基础》, 作者：XXX2. 《网络安全技术与应用》, 作者：XXX参考资源- 网络安全技术网站- 学术期刊和研究论文- 典型案例和实践经验以上为《网络安全》课程教学大纲的简要内容和安排。

实际教学会根据教学需要和学生情况作出相应调整。

Cryptography and Network Security 教学设计介绍网络安全已经成为了现代化社会中人们必须要面对的问题。

因此，希望能够教授Cryptography and Network Security这门课程，为学生们提供网络安全基础知识和技能。

教学目标本课程的目标是为学生提供以下特定知识：•学习传统密码学的基础知识。

•理解对称加密和非对称加密的优缺点。

•学习数字签名，证书和密钥管理。

•了解最新的网络安全威胁，并掌握如何防范它们。

教学大纲以下是本课程的教学大纲：1.密码学基础–密码学简介–攻击类型–传统密码学2.对称加密–Caesar密码–DES–3DES–AES3.非对称加密–RSA算法–DH算法–ECC算法4.数字签名–单向哈希函数–数字签名算法–证书5.密钥管理–密钥分发–密钥协商–密钥更新6.网络安全威胁–网络攻击类型–金融欺诈–电子邮件欺诈–社交工程–病毒和蠕虫教学方式本课程将通过必要的理论知识讲授来传递内容。

除此之外，还应提出实例来使学生更好地理解所学内容。

学生也应该在课堂上学习并实现一些简单的加密和解密代码实例，以这种方式进一步了解所学内容。

由于这门课程需要讲授一些高级主题，因此它将分为两个部分，每部分涵盖半个学期。

在每个部分结束时，学生将需要完成一些实验项目。

课程的最后一个部分将涵盖网络安全威胁。

这部分的重点将是识别威胁以及如何使用所学的加密和安全技术来防止它们。

教学评估分数将根据课堂作业，实验室项目和测试来分配。

学生将需要练习实践应用所学技术的能力。

学生还需要提交一份论文，其中包括一些关于网络安全威胁的研究。

该论文应说明威胁的类型，以及如何使用所学技术来减轻这些威胁。

结论本课程将使学生在网络安全领域提高知识和技能，并准备好处理网络安全威胁。

通过这门课程的学习，学生将对网络安全在现代化社会中的重要性有更深刻的认识。

密码学（Cryptology）课程代码：4241047学分：3学时：48 （其中：课程教学学时：36,实验学时：12）先修课程：高等数学、离散数学、计算机网络适用专业：计算机科学与技术教材：无开课学院：计算机与软件学院一、课程性质与课程目标（一）课程性质密码学是学院开设的一门专业方向选修课程，为学生开展个性化学习提供专业方向，实现个性化分类培养。

本课程主要研究密码学的基础知识、传统密码学技术、常用的加解密算法，是学生了解网络平安过程中一门重要的理论和实验课程。

（二）课程目标课程目标包括知识目标和能力目标，具体如下：课程目标1:能够熟悉密码学中加解密算法的基本原理，熟悉加解密算法的推导，应用加解密算法实现加密系统的设计与实现，培养学生解决具体工程问题的能力。

课程目标2：能够了解密码学与信息平安之间的关系，针对网络环境中信息保护等问题研究和设计可行的加密系统，并对解决方案惊醒分析和论证。

（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中的毕业要求指标点2.1和7.2o毕业要求指标点2.1：应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，针对一个系统或者过程进行抽象、分析与识别，并进行问题推理、求解和验证。

毕业要求指标点72 了解信息化与环境保护的关系，能够理解和评价计算机专业工程实践对环境和社会可持续开展的影响。

本课程教学内容包括：密码学的基础知识、传统密码学技术、分组密码、序列密码、哈希函数和消息认证、公钥密码体制、数字签名技术。

附录1:实验考核方式及评分细那么本实验以考查为主，考核的内容包括实验过程的表现（其中包含分析与解决问题的能力）、实验报告的质量等。

分析与解决问题的能力采用提问和现场操作的方式进行。

实验成绩中出勤、预习占10%,实验过程表现占60%、实验报告及思考题占30%。

本课程基本要求是：了解密码学开展过程、基础知识，其与信息平安的关系；了解常用的加解密方法，掌握其含义、数学原理、推导过程并编程实现；针对网络环境中的实际应用，设计并实现加密系统。

研究生计算机科学教案：密码学与网络安全的基础知识导言在当今数字化时代，网络安全问题日益突出，密码学成为了保护信息安全的重要工具。

本教案旨在为研究生计算机科学专业的学生提供密码学与网络安全的基础知识，帮助他们理解和应用相关概念、技术和方法。

第一章：密码学概述1.1 密码学简介•密码学的定义和发展历史•密码学在信息安全中的作用和应用场景1.2 对称加密与非对称加密算法比较•对称加密算法原理及常见算法（如DES、AES）•非对称加密算法原理及常见算法（如RSA、ECC）•对称加密与非对称加密之间的优缺点比较1.3 哈希函数与消息认证码•哈希函数原理及常见算法（如MD5、SHA）•消息认证码原理及常见算法（如HMAC）•哈希函数与消息认证码在数据完整性验证中的应用第二章：网络安全基础知识2.1 网络安全威胁与攻击类型•常见网络安全威胁的分类和特点•常见网络攻击类型及相应防御策略2.2 认证与访问控制•用户认证的概念和常用方法（如口令、数字证书、双因素认证）•访问控制模型及常用技术（如RBAC、ACL）2.3 网络协议安全性•常见的网络协议安全问题分析（如TCP/IP、HTTP、DNS）•协议安全性增强方法与实践第三章：密码学在网络安全中的应用3.1 加密通信协议•安全传输层协议（SSL/TLS）的原理和使用方式•虚拟私有网络（VPN）的原理和部署方式3.2 数字签名与认证机构•数字签名的原理和作用•认证机构在数字身份验证中的角色和工作流程3.3 安全散列链路与公钥基础设施•安全散列链路（Hash链）技术在文件完整性验证中的应用•公钥基础设施（PKI）框架及其组成要素结语通过学习本教案提供的密码学与网络安全基础知识，研究生计算机科学专业的学生将能够更好地理解和应用相关技术，提高对网络安全问题的认识和防御能力。

同时，深入掌握密码学与网络安全知识也为进一步研究相关领域奠定了坚实的基础。

《密码学》教学大纲一、课程概述《密码学》是计算机科学、信息安全、数学等领域的一门综合性学科，涵盖了密码编码学、密码分析学、密钥管理等方面的知识。

本课程旨在让学生全面了解密码学的基本原理、方法和技术，掌握密码学在信息安全中的应用，并提高学生的密码学实践能力和创新思维。

二、课程目标1、理解密码学的基本概念、原理和数学基础知识，掌握密码编码学和密码分析学的基本方法。

2、掌握对称密码、非对称密码、哈希函数等常见密码体制的特点和实现原理，了解数字签名、消息认证码等应用密码学技术。

3、熟悉密码学在网络安全、数据保护等领域的应用，了解密码学的发展趋势和前沿技术。

4、培养学生的创新思维和实践能力，让学生能够根据实际需求设计和实现简单的密码学方案。

三、课程内容第一章密码学概述1、密码学的定义和历史发展2、密码学的应用领域和重要性3、密码学的分类和基本概念第二章密码编码学基础1、对称密码体制和非对称密码体制的特点和原理2、哈希函数和数字签名的概念和应用3、加密算法的设计原则和评估指标第三章对称密码体制1、数据加密标准（DES）的原理和应用2、国际数据加密算法（IDEA）的原理和应用3、分组密码和流密码的特点和实现方法第四章非对称密码体制1、RSA算法的原理和应用2、ElGamal算法和Diffie-Hellman密钥交换的原理和应用3、椭圆曲线密码学的原理和应用第五章哈希函数和数字签名1、SHA-1、SHA-256等常见哈希函数的原理和应用2、RSA数字签名算法的原理和应用3、其他数字签名方案的原理和应用，如DSA、ECDSA等第六章应用密码学技术1、数字证书和PKI系统的原理和应用2、消息认证码（MACs）和完整性校验算法的原理和应用3、零知识证明和身份基加密方案的概念和应用第七章密码分析学基础1、密码分析学的定义和重要性2、密码分析的基本方法和技巧，如统计分析、频率分析、差分分析等3、对称密码分析和非对称密码分析的特点和难点第八章密码管理基础1、密钥管理的概念和原则，如密钥生成、分发、存储、使用和销毁等2、密钥管理技术在企业和个人中的应用，如公钥基础设施（PKI）、加密磁盘等3、密码政策和安全意识教育的重要性。

《密码学》课程教学大纲Cryprtography课程代码：课程性质：专业方向理论课/必修适用专业：信息安全开课学期：5总学时数：56总学分数：3.5编写年月：2006年6月修订年月：2007年7月执笔：李锋一、课程的性质和目的本课程是信息与计算科学专业信息安全方向的主要专业方向课。

其主要目的研究实现是让学生学习和了解密码学的一些基本概念，理解和掌握一些常用密码算法的加密和解密原理，认证理论的概念以及几种常见数字签名算法和安全性分析。

本课程涉及分组加密、流加密、公钥加密、数字签名、哈希函数、密钥建立与管理、身份识别、认证理论与技术、PKI技术等内容。

要求学生掌握密码学的基本概念、基本原理和基本方法。

在牢固掌握密码学基本理论的基础上，初步具备使用C或C++语言编写基本密码算法（SHA-1、DES、A ES、RC5等）的能力，要求学生通过学习该课程初步掌握密码学的理论和实现技术，使当代大学生适应社会信息化的要求，能利用密码技术服务于社会。

二、课程教学内容及学时分配第1章密码学概论(2学时)要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：1.信息安全的基本概念，2. 密码学的基本概念，3.与密码学有关的难解数学问题。

要求一般理解与掌握的内容有：信息安全的基本内容、密码体制分类、密码学的发展历史。

重点：密码体制的分类。

难点：密码体制的攻击类型理解。

第2章古典密码体制（2学时）本章主要了解1949年之前的古典密码体制，掌握不同类型的加密方式，并了解和认识无条件安全及古典密码的破译。

本章知识点：代换密码（分类和举例）、置换密码（列置换密码、周期置换密码）、古典密码的破译、无条件安全的一次一密体制。

要求学生能够使用C、C++编写Caesar 密码算法，练习最基本或最简单的加密模式。

为进一步加强对加密算法的理解，课堂上演示实现的Caesar密码。

第3章现代分组密码（10学时）要求掌握分组密码概述，主要使用的结构及模式，详细学习DES、IDEA、RC5、AES算法的流程，特别是如何实现这些算法，并了解每个算法的安全性及其效率。

《密码学》课程教学大纲教学时数：50 课程性质：必修开课学期：第6学期授课对象：本科一、课程概述1．课程的性质与地位《密码学》是本科信息研究与安全专业的一门专业必修课，它对学员建立密码学的整体概念，了解密码学的总貌，掌握密码学的基本理论与基本技术，培养学员良好的业务作风，为学员从事机要工作打下坚实基础具有不可替代的重要作用和意义。

2．课程基本理念本课程的教学应坚持以人为本、以学为主、注重创新意识和综合素质培养的指导思想，坚持将知识学习、能力训练和综合素质培养融为一体，将密码基础理论学习与密码技术实践紧密结合，强调学员在学习和实践中发现问题、分析问题、解决问题的能力，注重对学员科学探索精神、创新意识和团队精神的培养。

3．课程设计思路本课程教学按照由浅入深、由整体到局部再由局部到整体的思路，从密码学有关基本概念入手，逐步引入密码学的基本知识与基本技术，主要对密码学的基本原理、密码变换的基本环节、密码认证技术、密码管理技术及密码协议进行介绍。

使学员掌握密码基础理论，结合课程设计，应用密码基本知识与基本技术解决实际的安全保密问题。

二、课程目标通过本课程的学习，要求学员理解密码学的基本概念，掌握密码编码的基本环节、密码设计的基本思想、密码管理的基本技术以及常用的密码协议；将密码基础理论与基本技术与密码应用实践相结合，学会设计简单的密码方案，能解决信息安全保密系统中的基本密码技术问题。

培养学员的安全保密意识，确立热爱军事机要事业的观念，养成良好的机要业务作风。

三、内容标准（一）密码学概述1．基本内容：密码学和密码体制的基本概念、基本内涵和研究的主要内容；编码密码的移位原理、代替原理和加减原理及其信息泄漏规律；密码分析的基本概念及基本方法；2．学习要求：了解密码学军事上的重要作用，在当今信息时代的广泛应用，在信息安全领域的关键作用；理解密码学中的加密、解密、密钥、密码体制等基本概念；掌握密码编码的移位原理、代替原理和加减原理及其信息泄漏规律；理解多表代替对改善密文的统计规律的作用与原理；理解密码分析方法中的唯密文攻击、已知明文攻击、选择明文攻击的原理与应用背景；学会对单表代替和多表代替的唯密文分析方法；阐述粗糙度、重合指数的概念与含义；掌握代替表个数判断方法和将多表代替归结为单表代替的方法。

密码学与网络安全课程教学大纲密码学与网络安全课程教学大纲“密码学与网络安全”课程教学大纲(2006年2月修订)一、课程名称: 密码学与网络安全Introduction to Information Security课程负责人: 傅鹂教授主讲教师: 胡海波讲师二、学时与学分: 36 学时, 2 学分三、适用专业: 软件工程第5学期四、课程教材:William Stallings, Cryptography and Network Security: Principles and Practice, Second Edition,Prentice Hall/Pearson. 《密码学与网络安全:原理与实践》(第二版)影印版，清华大学出版社，2002年6月五、参考教材:1. Bruce Schneier, Applied Cryptography: Protocols, Algorithms, and Source Code in, JohnWiley & Sons. 吴世忠等译，《应用密码学(协议算法与C源程序)》，机械工业出版社，2000年1月。

2. (印)Actul Kahate, Cryptography and Network Security, McGraw-Hill, 邱忠潘等译，《密码学与网络安全》，清华大学出版社，2005年9月。

3. Alfred Menezes, Handbook of Applied Cryptography, CRC. 胡磊译，《应用密码学手册》，电子工业出版社，2005年7月。

4. (以)Oded Goldreich, Foundations of Cryptography: BasicTools, Cambridge UniversityPress. 《密码学基础》，影印版，电子工业出版社。

5. 汤维主编，《密码学与网络安全技术基础》，机械工业出版社，2004年2月6. 杨波编著，《现代密码学》，清华大学出版社，2003年8月六、开课单位: 软件学院七、课程的性质、目的和任务:1、课程性质:随着信息技术的发展和信息化程度的提高，国家政治、经济、国防、文化、教育等社会的各个领域对于信息基础设施和信息资源的依赖程度也越来越高。

密码学与网络安全中文导读英文版影印版课程设计1. 课程概述本课程介绍了密码学和网络安全的基础知识，包括加密算法、数字签名、数字证书、安全协议、防火墙、入侵检测等内容。

经过本课程的学习，学生将能够理解密码学和网络安全的关键概念、技术和方法，并能够应用它们来保护计算机网络和信息安全。

本课程为中文导读英文版影印版，教材为美国图书馆协会出版的《Handbook of Applied Cryptography》和国际商用机器公司出版的《Introduction to Cryptography》。

2. 课程目标•理解密码学和网络安全的概念和基本原理。

•掌握对称加密和公钥加密技术，以及数字签名和数字证书的概念和应用。

•熟悉虚拟专用网络（VPN）、防火墙和入侵检测等安全协议和系统的原理和应用。

•能够分析和评估安全问题，并具备解决安全问题的能力。

3. 课程大纲第 1 章：密码学基础和加密技术•密码学的基本概念和应用•对称加密算法（DES、AES、IDEA等）•公钥加密算法（RSA、ECC等）•消息认证代码（MAC）•哈希算法和数字签名第 2 章：数字证书和证书认证•数字证书•公钥基础设施（PKI）和数字证书管理•数字证书的验证和撤销第 3 章：网络安全基础和协议•网络安全的威胁和漏洞•虚拟专用网络（VPN）的原理和应用•防火墙的原理和应用•入侵检测系统（IDS）和入侵预防系统（IPS）•电子邮件安全和网页安全第 4 章：网络安全管理和策略•网络安全管理和风险评估•网络安全策略和政策•安全审计和合规性检查•安全监视和事件响应4. 课程评估•作业（30%）：包括理论问题和编程作业。

•期末考试（50%）：覆盖课程全部内容，包括理论和实践问题。

•实验报告（20%）：对安全实验的设计、实现和结果进行归纳和总结。

5. 参考资料•William Stallings.。

课程编号：05212002课程名称：密码学课程性质：专业基础必修总学时：63（授课学时48，实验15）学分：3适用对象：信息安全专业、信息与计算科学专业、电子信息工程专业、计算机科学与技术专业、通信工程专业《密码学》实验教学大纲一、教育目标通过这些实验题目，使学生对于《密码学》课程教学的一些重要环节获得切实的感性认识，由此达到真正理解和领会的地步，并引导学生动手、动脑，使他们的有关实践能力与创新能力得以养成和提高。

二、教学说明1. 密码学实验是密码学教学的一个重要的辅助环节，是为加强学生对于有关理论和原理的感性认识和启发学生创造性思维而设计的；它的先修课程为《C语言程序设计》或《汇编语言程序设计》，学生必须在打好相应基础的前提下开展本课程。

2. 辅导教师必须深入学生之中，了解他（她）们的实际动手情况，尤其要通过实际检查，使每位学生切实学会使用有关程序语言的调试工具、切实领会有关程序编制的实质性要点和要求。

三、内容和基本要求实验一随机全排列生成程序及其应用开发(一)实验内容：1．编制生成0~n（n≤255）的一个全排列的程序，可选择下列两个方法之一或自行设计另外方法：方法1：从一个随机文件读取n+1字节数据d0, d1, L, d n。

由预先取定的一个0~n的全排列P（比如，可为0~n的自然排列）开始，依次对i=n, n-1, L,1，计算：j=d i-1+d i (mod i)交换P的第i项第j项（在此注意我们假定P从第0项开始）。

方法2：用一个随机函数产生m（m>n）字节数据d1, d2, L, d m。

对d1(mod (n+1)), d2(mod (n+1)), L, d m(mod (n+1))依次考察，把后面出现的与前相同者去掉；在最后剩下的数据中，把没有出现的0~n依序补写于后面。

2．对第一步生成随机全排列的程序，自己设计一种应用并予以实现。

(二)实验要求：1．程序须对不超过255的正整数n都容易生成0~n的一个全排列；2．对较小的n，抓图显示随机全排列生成程序的计算结果（附页），数据不能出现明显错误；3．每位同学设计的“一种对于随机全排列生成程序的应用”须有个性化特点、不与别人雷同。