网络安全课程设计任务书及指导书
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网络安全课程设计
任务书及指导书
辽宁工程技术大学软件学院
网络工程系 一、课程设计目的和任务
网络安全是网络工程专业核心专业课程,是理论与实践并重的课程。本课程设计目的是在网络安全课程基础上,加深对网络安全的理论知识理解、熟悉网络攻击的原理、和针对网络攻击的预防措施。要求学生运用所学的网络安全基本知识、基本原理和技能,对网络攻防进行验证和设计,培养学生对网络安全技术的应用能力,增强网络安全意识。
二、课程设计基本要求
1.通过这次设计,要求在网络攻击的原理、预防措施、密码算法等方面加深对课程基本内容的理解。
2.学生必须按照课程设计要求,以学生为主、指导教师指导为辅,认真、独立地完成课程设计的任务,有问题及时主动与指导教师沟通。
3.按照教学要求在一周时间内独立完成,学生要发挥自主学习的能力,充分利用时间,按时完成设计内容。
三、课程设计内容
1.题目:ARP地址欺骗的设计和实现
(1)设计任务
a、研究ARP地址欺骗的原理
完成ARP地址欺骗的基础理论学习。
b、完成ARP地址欺骗的设计和验证
(2)基础理论简介
在以太网中,ARP缓存表是IP地址和MAC地址的映射关系表,通过该表维护IP地址和MAC地址的对应关系,目的是避免ARP解析而造成的广播报文占用过多的网络带宽。一般情况下ARP表是通过两个途径建立的:
① 主动解析:如果一台计算机想与另外一台不知道MAC地址的计算机通信,则该计算机主动发ARP请求;
② 被动请求:如果一台计算机接收到了另一台计算机的ARP请求,则在本地建立请求计算机的IP地址和MAC地址的对应表。
因此,针对ARP表项,有一种攻击方式就是误导计算机建立错误的ARP请求表。假设有三台计算机A、B、C,其中B已经正确建立了A和C的ARP表项。假设A是攻击者,此时A发出一个ARP请求报文,该请求报文可以这样构造: ① 源IP地址是C的IP地址,源MAC地址是A的MAC地址;
② 请求的目标IP地址是B的IP地址。
这样计算机B在收到这个ARP请求报文后,发现C的ARP表项已经在自己的缓存中,但MAC地址与收到请求的源MAC地址不符,于是根据ARP协议的实现原理,使用ARP请求的源MAC地址(即A的MAC地址)更新自己的ARP表。
这样B的ARP缓存中就存在这样的错误ARP表项:C的IP地址跟A的MAC地址对应。这样的结果是,B发给C的数据都被A收到。
2.题目:密码破解的设计与验证
(1)设计任务
a、研究口令破解的原理
要求:完成口令破解的基础理论学习。
b、实现一次密码盗取入侵活动。
(2)基础理论简介
目前常用的网络攻击手段主要有社会工程学攻击、物理攻击、暴力攻击。字典攻击是最常见的一种暴力攻击,如果黑客试图通过使用传统的攻击方法去获得密码的话,将不得不尝试每种可能的字符,包括大小写、数字和通配符等。字典攻击通过仅仅使用某种具体的密码来缩小尝试的范围。一个字典本身就是一个标准的文本文件,其中的每一行就代表一个可能的密码。
(3)举例:利用一款名为Advanced Office Password Recovery(AOPR)软件,对加密的Office文档进行密码破解,从而盗取文档内容()。利用Advanced ZIP Password
Recovery软件,对PKZip、WinZip、PoweZip等工具压缩的ZIP文件进行密码破解。
3、题目:端口扫描的设计与实现
(1)设计任务
a、端口扫描的原理
要求:端口扫描的基础理论学习。
b、利用一款扫描工具完成信息收集完成端口扫描的设计和验证。
(2)基础理论简介
端口扫描是获取主机信息的一种常用方法。一个端口就是一个潜在的通信通道,即一个入侵通道。对目标计算机进行端口扫描,能得到许多有用的信息。进行扫描的方法很多,可以是手工进行扫描,也可以用端口扫描软件进行。利用端口扫描程序可以了解远程服务器提供的各种服务及其TCP端口分配,了解服务器的操作系统及目标网络结构等信息。一般把扫描器分为三类:数据库扫描器、操作系统扫描器和网络安全扫描器,分别针对网络服务、应用程序、网络设备、网络协议等。
(3)举例:(1) 使用SuperScan3、Nmap 、、扫描指定网段的活动主机及其打开的服务端口;(2) 使用扫描指定主机上的存在的CGI漏洞、IIS漏洞、RPC漏洞和SSL漏洞等,以及NT-Server上的若用户口令、NETBIOS信息等。
4、题目:DES算法设计与实现
(1)设计任务
a、对称密码算法的理论学习
b、利用VC/C/C++/Java(任意一种余元)实现DES算法,要求,有界面,输入明文,点击加密,可实现加密,把明文转变为密文;点击解密,可实现解密,即把密文转变为明文。
(2)基础理论简介
DES算法的流程如图1-1和1-2所示。首先把明文分成若干个64bit的分组,算法一个分组作为输入,通过一个初始置换(IP)将明文分组分成左半部分(L0)和右半部分(R0)各位32比特。然后进行16轮完全相同的运算,这些运算称为函数f,在运算过程中数据与密钥相结合。经过16轮运算后,左、右两部分合在一起经过一个末置换(初始转换的逆置换IP-1),输出一个64bit的密文分组。 L0明 文IPfR0L1=R0R1=L0⊕f(R0,K1)fL2=R1R2=L1⊕f(R1,K2)L15=R14R15=L14⊕f(R14,K15)fR16=L15⊕f(R15,K16)L16=R15IP-1密 文K1K2KiK16
图1-1 DES算法流程 Li-1LiRi-1Ri扩 展 置 换S - 盒 代 替P - 盒 置 换 48bit 32bit48bit密钥 48bit 32bit
图1-2 DES算法一轮的运算过程
四、课程设计安排
时间:15周(2012年6月4日~2012年6月9日)
地点:网络协议实验室(耘慧楼414)
指导教师:孙丽娜
验收教师:网络10-1 李红霞、孙丽娜
网络11-2 陈虹、徐娇月
五、考核与成绩评定
(一)考核内容与标准
1.课程设计阶段的表现:20%
禁止玩游戏等与设计无关的事,一经发现按缺勤处理。
2.课程设计报告:30% 项目 比例
报告格式规范程度 30%
图表质量 10%
报告内容全面、清晰程度 45%
总结深刻程度 10%
参考文献 5%
3.实验检查:30%
项目 比例
功能实现情况 50%
项目完成情况程度 30%
独立完成情况 20%
4.课程设计答辩:20%
5.发现以下情况,成绩判为不及格:
(1)无设计报告,成绩为不及格。
(2)报告雷同,成绩为不及格。
(3)缺勤2次及以上,成绩为不及格。
(二)成绩评定
二级分制,分为及格和不及格。
六、课程设计报告要求
课程设计报告一律用A4纸、纵向打印。参见《网络安全课程设计报告模板.doc》
七、参考文献
[1] 陈虹等.网络协议实践教程.清华大学出版社,
[2] 蒋一川等.计算机网络实验教学系统实验教程.吉林中软吉大信息技术有限公司.
[3]