软件工程师——(六)信息安全知识

1. 信息安全属性

1. 基本含义———需掌握

• 1、保密性
  • 指网络信息不被泄露给非授权的用户、实体或过程。即信息只为授权用户使用
• 2、完整性
  • 信息从一个节点发送到另一个节点,中间信息是不能有变化的
• 3、可用性
  • 指合法用户可以以合法的方式,来用到相应资源
• 4、不可抵赖性
  • 自己行为的不可抵赖及对行为发生的时间的不可抵赖.通过进行身份认证和数字签名可以避免对交易行为的抵赖，通过数字时间戳可以避免对行为发生的抵赖

2. 保障这些属性安全性时,采用的方法策略———需掌握

• 1、保密性方法策略
  • 最小授权原则———给某个角色授权时,应该依据最小授权原则
  • 防暴露———隐藏起来,提高安全性
  • 信息加密———对信息进行加密,就算信息被截获,也无法了解信息的原始内容
  • 物理保密———采用相应的物理设备,在发送前加好密,接收的时候自动解密
• 2、完整性方法策略
  • 安全协议
  • 校验码———通过校验码校验信息是否被篡改
  • 密码校验
  • 数字加密
  • 公证
• 3、可用性方法策略
  • 综合保障—IP过滤
  • 业务流控制
  • 路由选择控制
  • 审计跟踪
• 4、不可抵赖性方法策略
  • 数字签名

2. 对称加密和非对称加密———需要掌握对应算法有哪些

1. 对称加密技术———加解密使用同样的密钥

2. 非对称加密技术———加解密使用不同的密钥

3. 信息摘要

• 1、信息摘要的算法
  • 采用单向散列函数(也称为单向Hash函数)———正文通过摘要算法算出摘要的结果,反过来不能通过摘要的结果得到正文(因为摘要算法是破坏性算法)

4. 数字签名———没有保密性可言(所以没有保密的职能,只有识别身份的职能)

• 1、说明
  • 通过数字化的方式给发送者在信息上签署属于发送者的名字,从而接收者接收到信息之后就知道由谁发送的信息,同时发送者无法抵赖
• 2、实现
  • A使用A的私钥进行数字签名
  • B使用A的公钥进行数字签名的验证过程
• 3、使用说明
  • 首先对正文产生摘要
  • 对产生的摘要进行数字签名———因为非对称体制中,不适合于对大信息量进行加解密的操作,所以对摘要签名
  • 一般数字签名和信息摘要结合使用

5. 数字信封与PGP

1. 数字信封(原文使用对称加密后传输,加密原文的对称密钥使用非对称加密后传输)

2. PGP———一种即可以用于电子邮件加密,也可以用于文件存储的加密的协议

• 1、解决问题———使用数字证书,将个人密钥和信息绑定起来,从而解决不能识别那个公钥是谁的,接收方无法识别是谁发送的信息的问题
• 2、数字证书颁发机构(CA)———类似于公安局制作身份证
• 3、通过验证颁发机构的签名,来了解该数字证书,是否为伪造的

6. 设计邮件加密系统(实例)———知识点综合考察(需掌握)

• 问题分析
  • 0、主旨是设计一个邮件加密系统
  • 1、邮件以加密方式传输———需要加密解密技术
  • 2、最大内容附件内容可达500MB———需要对大数据量进行加密操作(对称加密)
  • 3、发送者不可抵赖———需要数字签名
  • 4、第三方无法窜改———需要用到信息摘要技术
• 设计说明
  • 1、邮件正文使用对称加密技术产生随机密钥K(对称密钥),使用随机密钥K对邮件正文加密形成邮件密文,形成的邮件密文发送给接收方,接收方接收到发送方发送的邮件密文,此时需要使用随机密钥K打开———使用到了对称加密技术
  • 2、发送方使用接收方的公钥Eb对随机密钥K进行加密,发送给接收方,接收方使用接收方的私钥Db进行解密,得到随机密钥K,从而可以将第一步得到的邮件密文进行解密得到邮件正文———使用到了数字信封技术
  • 3、发送方使用信息摘要技术将邮件正文形成邮件摘要———使用到了信息摘要技术
  • 4、使用发送方的私钥Da对邮件摘要进行数字签名,形成摘要密文(即签名后的摘要),发送给接收方———使用到了数字签名技术
  • 5、接收方使用发送方的公钥Ea对第4步接收的摘要密文进行解密得到邮件摘要,再将第2步得到的邮件正文进行摘要,得到邮件摘要和解密得到邮件摘要进行比对,可以匹配起来,就说明整个过程中没有被篡改

7. 各个网络层次的安全保障———考察形式(给出多个协议,判断是哪一层的协议)

• 1、物理层
  • 基本手段———包括隔离和屏蔽
• 2、数据链路层
  • 实现手段———使用PPTP或L2TP隧道协议以及链路加密
    • 隧道协议———开放的互联网之上开出两条安全的隧道,隧道中传输的数据比较安全(因为PPTP或L2TP会有加密机制)
• 3、网络层
  • 实现手段———防火墙技术、IPSec
    • 防火墙
      • 类型———网络层级、应用层级等
      • 分类———软件性质———直接装在本机、软硬件结合———硬件设备专为其防火墙软件策略支撑提供平台
    • IPSec———针对IP包进行加密的一种协议
      • 运作方式
        • 1)对普通未加密的包中的数据进行拆分加密,然后封包头发出
        • 2)连着包头信息一起加密后附加头发出
• 4、传输层
  • 实现手段
    • TLS(标准传输层安全协议)
    • SET(面向于电子商务的协议,集成了很多机制(通信过程中的安全保密、购物过程中的防抵赖措施等))
    • SSL(跨越传输层、会话层、表示层、应用层)
• 5、会话层
  • 实现手段
    • SSL(跨越传输层、会话层、表示层、应用层)
• 6、表示层
  • 实现手段
    • SSL(跨越传输层、会话层、表示层、应用层)
• 7、应用层
  • 实现手段
    • PGP———既可以用于邮件加密,也可以用于文件加密
    • Https————HTTP+SSL
    • SSL(跨越传输层、会话层、表示层、应用层)

8. 网络威胁与攻击———需了解其中的基本描述

• 1、重访攻击———利用ARP协议漏洞进行,包含欺骗计算机的嫌疑(也叫ARP欺骗协议)
• 2、拒绝服务———破坏了系统的可用性(合法用户无法合法使用相应的资源)
• 3、窃听———和业务流分析区别对待,注意细节(没有分析)
• 4、业务流分析———和窃听区别对待,注意细节(长期监听,并分析)
• 5、信息泄露———把信息授权给未授权实体
• 6、破坏信息的完整性———信息发生过程中改变
• 7、非授权访问———绕开了授权
• 8、假冒———冒充合法用户
• 9、旁路控制———攻击者利用系统本身的漏洞获取相应权益
• 10、授权侵犯———也称内部攻击
• 11、特洛伊木马———间谍程序
• 12、陷阱门
• 13、抵赖

9. 防火墙技术———防火墙特点(防外不防内)

1. 网络级———工作层次比较低,效率高

• 1、工作机制
  • 通过判断发送者是不是指定来源(指定IP段)的,从而丢掉(检查的是头部信息)
• 2、分类
  • 包过滤———最基础的防火墙
  • 状态检测———比如TCP/IP检测的时候,会有连接信息,就会进行状态信息的统计

2. 应用级———工作层次比较高,效率低

• 1、工作机制
  • 需要拆出来信息,进行检查(开箱检查)
• 2、分类
  • 双穴主机
  • 屏蔽主机
  • 屏蔽子网———主要掌握
    • 说明———多道防火墙组成
    • 基本思路———弥补防火墙已有的缺陷(防外不防内)
    • 特点
      • 在外网和内网之间做了一个屏蔽子网区(隔离区、DMZ(非军事区))
      • 屏蔽子网区既不属于内部网络,也不属于外部网络
      • 屏蔽子网区一般放对外提供服务的服务器(web服务器、邮件服务器等),外部的入侵者进入内网需要攻破两道防火墙,内部访问这些服务器也需要访问一道防火墙