网络安全01-绪论-网络安全01-绪论

网络安全课件制作人声明本课件共10个Powerpoint文件。教师可根据教学要求自由修改此课件（增加或删减内容），但不能自行出版销售。对于课件中出现的缺点和错误，欢迎读者提出宝贵意见，以便及时修订。课件制作人2009年12月课程目标深入了解网络安全基本原理和实用技术理解密码学基础知识及其应用掌握当前流行的网络安全技术的核心思想完善作为一个“IT人”应该具有的知识体系结构课程内容网络安全简介网络安全的重要性网络安全的基本概念网络安全的定义网络安全的属性网络安全层次结构网络安全模型网络安全体系结构安全攻击安全服务安全机制网络安全防护体系网络安全策略网络安全体系课程内容安全的基础--密码技术密码技术基本概念加密算法密钥管理通信的安全消息鉴别、身份认证安全协议虚拟专用网VPN课程内容计算机系统的安全防病毒技术防火墙技术入侵检测技术……应用系统安全EmailWeb电子商务……课程内容预备知识计算机操作系统计算机网络TCP/IP协议……参考书目WilliamStallings,“CryptographyandNetworkSecurity:PrinciplesandPractice”.中译本：《密码编码学与网络安全：原理与实践》考核方式作业（一至两次）30%要求独立完成实验20%5次期末考查50%第一章网络安全简介1.1网络安全的重要性1.2网络安全的基本概念网络安全的定义网络安全的属性网络安全层次结构网络安全模型1.3网络安全体系结构安全攻击安全服务安全机制1.4网络安全防护体系网络安全策略网络安全体系1.1网络安全性挑战Internet的发展现状国际互联网的发展起源于1969（APPANET）最初用于军事目的1993年开始了商业应用大量的用户和大量的上网计算机我国互联网的现状（截至2008.12）各类上网用户2.98亿，网民规模全球第一国际出口带宽640,286.67Mbps网站数量2,878,000域名总量达到16,826,198个全球信息数字化重要信息数字化个人信息企业资源政府信息重要应用服务网络化服务电子商务……Internet发展中的问题Internet成功的技术要素统一而高效的协议体系（TCP/IP）层次化的网络结构开放性，使得大量基于TCP/IP的应用软件不断涌现但是互联网发展中，自身存在的问题愈来愈突出服务质量问题管理问题安全问题（尤为突出）……网络安全事件频发名称日期影响莫里斯（Morris）蠕虫1988年与Internet连接的10%的计算机当机梅丽莎（Melissa）1999年5月一周内感染超过100000台计算机，造成损失约15亿美元爱虫（ILoveYou）病毒2000年5月约87亿美元的经济影响红色代码（RedCode）蠕虫2001年7月14小时内感染超过359000台计算机被感染尼姆达（Nimda）蠕虫2001年9月高峰时160000台计算机被感染，超过15亿美元的经济影响求职信（Klez）2002年7.5亿美元的经济影响冲击波（Blaster）2003年约8亿美元的经济影响震荡波（Sasser）2004年5月破坏能力和影响超过冲击波极速波（Zobot）蠕虫2005年8月具有像“冲击波”和“震荡波”一样的传播能力的恶意蠕虫，而且对反病毒厂商提出了公开挑战熊猫烧香2006年约80亿人民币的经济损失灰鸽子20072005~2007年国内后门的集大成者，连续三次位列年度十大病毒，俄格网络战争2008年俄罗斯与格鲁吉亚的冲突中，双方利用互联网进行攻击。开启了信息战争的先河。Conficker蠕虫2009年感染了超过千万的计算机网络安全形势严峻的原因中国互联网持续快速发展，而我国网络安全基础设施建设跟不上互联网发展的步伐，民众的网络安全意识薄弱技术的不断提高，攻击工具日益专业化、易用化，攻击方法也越来越复杂、隐蔽，防护难度较大电子商务领域不断扩展，与现实中的金融体系日益融合，为网络世界的虚拟要素附加了实际价值，这些信息系统成为黑客攻击牟利的目标造成Internet安全问题的主要原因信息交换和共享日益依赖于Internet基于TCP/IP协议，自身缺乏安全策略信息传输未加密开放性：协议的体系和实现是公开的大量设计缺陷和安全漏洞IP协议栈各层都有安全问题外来攻击者信息安全的重要性（1）社会信息化提升了信息的地位在国民经济和社会各个领域，不断推广和应用计算机、通信、网络等信息技术。信息产业在国民经济中所占比例上升，工业化与信息化的结合日益密切，信息资源成为重要的生产要素社会对信息技术的依赖性增强信息技术突飞猛进，成为新技术革命的领头羊信息产业高速发展，成为经济发展的强大推动力信息网络迅速崛起，成为社会和经济活动的重要依托。信息安全的重要性（2）虚拟的网络财富日益增长网络的普及，使得财产的概念除金钱、实物外，又增加了的网络财富：网络帐号、各种银行卡、电子货币等。网络信息安全直接关系到这些财产的安全。网络与信息安全已成为社会的焦点问题信息比例的加大使得社会对信息的真实程度、保密程度的要求不断提高，而网络化又使因虚假、泄密引起的信息危害程度呈指数增大。信息安全不仅仅涉及到国家的经济、金融和社会安全，也涉及到国防、政治和文化的安全。可以说，信息安全就是国家安全。1.2网络安全的基本概念安全的含义信息通过计算机、网络进行存储、传输和处理的数字化信息信息安全确保在计算机、网络环境运行的信息系统的安全运行，以及信息系统中所存储、传输和处理的信息的安全保护。网络安全网络及计算机中的信息安全信息安全和网络安全实际上是殊途同归的关系网络安全的定义网络安全指网络系统的软件、硬件以及系统中存储和传输的数据受到保护，不因偶然的或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，网络系统连续可靠正常地运行，网络服务不中断。网络安全的多角度解读从一般用户（个人、企业等）的角度来说，他们希望涉及个人隐私或商业利益的信息在网络上传输时能够保持机密性、完整性和真实性，避免其他人或对手利用窃听、冒充、篡改、抵赖等手段侵犯自身的利益。从网络运行者和管理者角度说，他们希望对网络信息的访问受到保护和控制，避免出现非法使用、拒绝服务和网络资源非法占用和非法控制等威胁，制止和防御网络黑客的攻击。对安全保密部门来说，他们希望对非法的、有害的或涉及国家机密的信息进行过滤和防堵，避免机要信息泄露，避免对社会产生危害，对国家造成巨大损失。从社会教育和意识形态角度来讲，网络上不健康的内容，会对社会的稳定和人类的发展造成阻碍，必须对其进行控制。安全的发展历史计算机出现之前：文档管理保险柜、交通员、密码电报20世纪40、50年代：通信保密加密、访问控制20世纪70年代：计算机安全计算机系统不被他人所非授权使用20世纪90年代：网络安全防止通过网络对联网计算机进行攻击21世纪：信息保障保障信息及信息系统的正常运行威胁网络安全的主要因素网络和系统自身的安全漏洞技术因素系统和协议的开放性系统自身的缺陷配置失误通信协议的漏洞……非技术因素人员素质安全管理制度不健全维护使用人员安全意识薄弱……威胁网络安全的主要因素外部的安全威胁系统物理上的安全性：高温、湿度、偷盗等病毒、蠕虫Hacker攻击破坏系统窃取信息窃取财富网络安全的属性机密性保证信息与信息系统不被非授权的用户、实体或过程所获取与使用。完整性信息在存贮或传输时不被修改、破坏，或不发生信息包丢失、乱序等。可用性信息与信息系统可被授权实体正常访问的特性，即授权实体当需要时能够存取所需信息。可控性对信息的存储于传播具有完全的控制能力，可以控制信息的流向和行为方式。真实性也就是可靠性，指信息的可用度，包括信息的完整性、准确性和发送人的身份证实等方面，它也是信息安全性的基本要素。其中，机密性、完整性和可用性通常被认为是网络安全的三个基本属性。网络安全层次结构从网络安全角度，网络参考模型的各层都能够采取一定的安全手段和措施，提供不同的安全服务。但是，单独一个层次无法提供全部的网络安全特性，每个层次都必须提供自己的安全服务，共同维护网络系统中信息的安全。应用层安全应用层(5-7层)网络层安全/IP层安全路由器路由器路由器传输/网络层(3-4层)链路层安全物理/链路层(1-2层)物理层，可以在通信线路上采取电磁屏蔽、电磁干扰等技术防止通信系统以电磁（电磁辐射、电磁泄露）的方式向外界泄露信息。数据链路层，对点对点的链路可以采用通信保密机进行加密，信息在离开一台机器进入点对点的链路传输之前可以进行加密，在进入另外一台机器时解密。在网络层，使用防火墙技术处理经过网络边界的信息，确定来自哪些地址的信息可能活着禁止访问哪些目的地址的主机，以保护内部网免受非法用户的访问。在传输层，可以采用端到端的加密，即进程到进程的加密，以提供信息流动过程的安全性。在应用层，主要是针对用户身份进行认证，并且可以建立安全的通信信道。网络安全模型消息安全消息安全变换秘密信息攻击者安全消息消息安全变换秘密信息可信的第三方(如仲裁者、秘密信息的分配者)发送方接收方信息通道网络安全通用模型攻击者—人(如黑客)—软件(如病毒、蠕虫)访问通道门卫功能计算机资源(处理器、内存、I/O)数据进程软件内部安全控制信息系统网络访问安全模型1.3安全体系结构安全体系结构的概念安全的管理员需要以某种系统的方法来定义对安全的要求并刻画满足这些要求的措施ISO于1989年以国际标准正式公布了ISO7498-2：“信息处理系统-开放系统互连-基本参考模型-第2部分：安全体系结构”，定义了开放系统通信的环境中与安全性有关的通用体系结构元素，作为OSI基本参考模型的补充。OSI安全体系结构的组成安全性攻击任何危及企业信息系统安全的活动。安全机制用来检测、阻止攻击或者从攻击状态恢复到正常状态的过程，或实现该过程的设备。安全服务加强数据处理系统和信息传输的安全性的一种处理过程或通信服务。其目的在于利用一种或多种安全机制进行反攻击。安全攻击网络攻击是指降级、瓦解、拒绝、摧毁计算机或计算机网络中的信息资源，或者降级、瓦解、拒绝、摧毁计算机或计算机网络本身的行为。在最高层次上，ISO7498-2将安全攻击分成两类，即被动攻击和主动攻击。被动攻击被动攻击试图收集、利用系统的信息但不影响系统的正常访问，数据的合法用户对这种活动一般不会觉察到。被动攻击采取的方法是对传输中的信息进行窃听和监测，主要目标是获得传输的信息。有两种主要的被动攻击方式：信息收集和流量分析。被动攻击-信息收集Internet或其他通信设施BobAliceDarth阅读从Bob到Alice的消息内容(a)消息内容的泄漏被动攻击-流量分析Internet或其他通信设施BobAliceDarth观察从Bob到Alice的消息内容(b)流量分析主动攻击主动攻击则是攻击者访问他所需信息的故意行为，一般会改变系统资源或影响系统运作。主动攻击包括对数据流进行篡改或伪造数据流，可分为四类：伪装、重放、消息篡改和拒绝服务。主动攻击的方式伪装是指某实体假装成别的实体。典型的比如：攻击者捕获认证信息，并在其后利用认证信息进行重放，这样它就可能获得其他实体所拥有的权限。重放是指将攻击者将获得的信息再次发送，从而导致非授权效应。消息修改是指攻击者修改合法消息的部分或全部，或者延迟消息的传输以获得非授权作用。拒绝服务指攻击者设法让目标系统停止提供服务或资源访问，从而阻止授权实体对系统的正常使用或管理。典型的形式有查禁所有发向某目的地的消息，以及破坏整个网络，即或者使网络失效，或者是使其过载以降低其性能。安全服务OSI安全体系结构将安全服务定义为通信开放系统协议层提供的服务，从而保证系统或数据传输有足够的