7. 信息安全 笔记

信息安全的基本概念

• 信息安全的重要性
  • 随着计算机、互联网和移动互联网技术的发展，信息安全问题日益严重。
  • 安全威胁包括病毒、木马、垃圾邮件、网络钓鱼、黑客攻击等。
• 信息安全与计算机、网络安全的关系
  • 传统上依靠物理和行政手段保护数据。
  • 计算机广泛应用后，数据和计算机安全成为关注焦点。
  • 计算机网络时代，网络安全措施成为必需。
  • 信息安全、计算机安全和网络安全概念逐渐融合。
• 信息安全的基本概念
  • 亲密性：仅发送方和接收方能够理解传输内容。
  • 身份认证：双方应确认对方身份。
  • 完整性：信息在传输中保持非修改、非破坏。
  • 不可否认性：通讯行为不可抵赖。
  • 可用性：合法用户能及时获取信息和服务。
  • 可控性：信息传输和使用在一定范围内可控。
• 主动防御技术
  • 密码技术：通过加密保护数据安全。
  • 存取控制：规定数据操作权限。
  • 权限设置：规定用户对资源的操作权限。
  • 虚拟专用网(VPN)：通过公共网络建立安全连接。
• 被动防御技术
  • 防火墙：阻止未授权访问。
  • 入侵检测：实时监控和检测可能的入侵行为。
  • 安全扫描器：自动检测网络安全漏洞。
  • 口令验证：检测不安全的口令。
  • 审计跟踪：记录系统运行状态，发现安全弱点。
  • 物理保护及安全管理：规范物理和信息系统的管理，减少人为因素的负面影响。
• 信息安全的管理
  • 任何安全措施的成功都离不开有效的管理和培训。
  • 强调“三分技术，七分管理”的信息安全治理原则。

密码技术及应用

• 密码技术的重要性
  • 保护信息安全的实用方法
  • 古老的话题，历史悠久，从罗马时代开始应用
  • 20世纪70年代后期，现代密码学发展的重要时期
• 密码技术的基本概念
  • 密码与密文
    • 加密算法将明文转换为密文，保护信息不被非授权访问
  • 密钥
    • 加密和解密过程中使用的关键信息，分为对称密钥和公开密钥
  • 数字签名
    • 保证消息的真实性和完整性，防止篡改和否认
• 密码技术的分类
  • 对称密钥密码技术
    • 特点
      • 收发双方使用相同的密钥
      • 密钥的保密性是关键
    • 应用
      • 主要用于数据的加密和解密
  • 公开密钥密码技术
    • 特点
      • 使用一对密钥，公钥和私钥
      • 加密和解密分别使用不同的密钥
    • 优点
      • 密钥管理简单，便于网络通信
    • 缺点
      • 加密速度较慢
• 密码技术的应用
  • 数据加密
    • 网络中的数据加密
      • OSI模型中的多层加密，包括链路加密和端到端加密
      • 混合加密方式的使用，结合链路加密和端到端加密的优势
  • 数字签名
    • 保证消息的完整性和身份认证
    • 数字签名的应用场景
      • 防止消息篡改和否认
      • 在网络通信中证明消息来源的真实性和消息内容的完整性
• 总结
  • 密码技术是保护信息安全的关键，包括数据的保密性、完整性和身份认证
    • 密码技术的发展经历了从简单的对称密钥到复杂的公开密钥系统
    • 现代密码技术的应用范围广泛，包括计算机网络数据加密和数字签名等

防火墙技术

• 防火墙概述
  • 应用广泛：网络安全技术中最广泛应用的技术
  • 定义：由硬件和软件构成的系统，部署在两个网络之间
  • 作用：网络的第一道安全防线，实现内外网隔离，仅允许被安全策略批准的数据流动
• 防火墙主要功能
• 防火墙类型
  • 包过滤防火墙
    • 技术特点：对接收的每个数据包进行检查，基于IP数据包报头信息
    • 实现方式：通常由路由器完成，根据过滤规则确定数据包是否通过
    • 优点：保护整个网络，与应用层无关，路由器速度高
    • 缺点：无法满足特定应用需求
  • 应用层网关防火墙
    • 部署位置：在应用层起监视和过滤作用
    • 工作原理：采用代理技术，根据安全规则检查访问内容
    • 优点：能够满足特定应用需求
    • 缺点：速度比路由器慢，需为不同服务安装不同数据处理
  • 复合型防火墙
    • 实现方案
      • 屏蔽主机防火墙体系结构：利用包过滤路由器和堡垒主机隔离内外网络
      • 屏蔽子网防火墙体系结构：使用屏蔽子网隔绝内外网络，包括堡垒主机和两个包过滤路由器
    • 特点：综合包过滤和代理技术，提供全方位安全处理
• 防火墙局限性
  • 仅提供边界安全防护，不能防止内部人员滥用
    • 需要经常更新配置以防范新类型的攻击
• 总结
  • 防火墙是网络安全的重要组成部分，通过不同类型的防火墙，可以实现多层次的安全防护，但同时需要注意其局限性，并及时更新配置。

恶意软件

• 恶意程序定义与分类
  • 定义：以破坏为目的，在软件中造成不期望结果的程序。
  • 分类方法：
    • 按是否依赖宿主程序：病毒、逻辑炸弹、特洛伊木马、蠕虫、僵尸、宗杯等。
    • 按是否进行自我复制：分为不可复制的（特洛伊木马等）和可自我复制的（蠕虫等）。
• 恶意程序详解
  • 特洛伊木马
    • 来源：希腊神话中的特洛伊战争。
    • 特点：隐藏有用或有趣外表下，有隐蔽的恶意功能。
  • 逻辑炸弹
    • 嵌入合法程序中，特定事件出现时破坏。
  • 县门/后门
    • 秘密入口，绕过安全检查。
  • 僵尸
    • 计算机被控制，成为黑客的工具。
  • 计算机病毒
    • 生命周期：潜伏、感染、触发、执行。
    • 分类：按感染对象（寄生性、引导扇区、宏病毒）和隐藏方式（常驻内存、隐蔽性、多态性）。
• 解决方法
  • 预防：实时检测病毒、安装防病毒软件、网络接口卡上安装防病毒芯片、服务器安装杀毒软件。
  • 观察异常症状：程序运行时间变长、系统内存减少、磁盘空间减少、不明程序出现等。
• 其他
  • 恶意软件的危害：严重时可导致数据丢失、系统瘫痪等。
  • 重要性：用户需定期更新软件和系统，安装和更新防病毒软件，提高网络安全意识。

入侵检测技术

• 1. 入侵检测系统的背景
  • 安全问题
    • 用户和软件的恶意入侵
    • 内部人员发动的攻击，占比高达80%以上
  • 解决方法
    • 实时检测网络，需要入侵检测系统
• 2. 入侵检测系统的基本概念
  • 功能
    • 监视网络活动，识别恶意或可疑事件
    • 及时发现、阻止入侵，分析入侵原因，修补系统漏洞
  • 与防火墙的区别
    • 静态防御 vs 动态监测
    • 需要正确配置安全策略
• 3. 入侵者分类
  • 假冒者
    • 未经授权使用计算机的外部使用者
  • 非法者
    • 授权用户寻求非法获取高级权限，通常是内部人员
  • 秘密用户
    • 想夺取系统控制权并逃避审计和访问控制，可能是内外部人员
• 4. 入侵检测系统的一般原理
  • 组成部分
    • 感应器：检测关键位置的数据
    • 分析器：分析数据，识别异常行为
    • 管理器：采取控制措施，如报警
  • 安全策略
    • 包括检测内容、分类审计、匹配规则等
  • 入侵检测的类型
    • 基于主机型 (HIDS)
    • 基于网络型 (NIDS)
    • 分布式入侵检测系统
• 5. 入侵检测方法
  • 异常检测
    • 建立正常主体活动档案，将异常活动识别为入侵行为
  • 误用检测
    • 通过比较当前捕捉到的特征与入侵特征库，检测已知攻击
    • 对新出现的攻击方法无能为力
• 6. 入侵检测系统面临的挑战
  • 难以检测新攻击
    • 需要实时更新特征库和检测策略
  • 误报和漏报
    • 需要精确的检测算法和合理的安全策略
• 7. 入侵检测系统的应用
  • 实时监控
    • 监视网络和系统运行状态，及时发现异常
  • 安全防护补充
    • 对防火墙等静态安全技术的补充，提供动态防御能力