这是一个非常独特的需求。通常大家提到“软考信息安全工程师”，想到的都是背诵、刷题和枯燥的规范。但如果我们将考点视为构建数字世界的“源代码”，那么每一个核心知识点其实都是一段逻辑严密的代码实现。
以下是一篇结合了 个人观点 与 代码示例 的文章。我将 2021 年软考信息安全工程师的高频考点，转化为 Python 代码片段，通过编程的视角重新解读这些安全概念。
代码视角下的 2021 软考信息安全工程师：用 Python 破译核心考点
文 / 安全极客的备考笔记
2021 年的软考信息安全工程师考试已经落下帷幕，但知识体系却历久弥新。在备考过程中，很多人面对厚厚的教材感到窒息：对称加密、非对称加密、PKI 体系、访问控制模型……这些概念抽象且晦涩。
作为一名开发者，在备考时我习惯用编程思维去解构这些考点。我认为，安全不是死记硬背的条文，而是一段段运行在系统底层的逻辑代码。 如果你能把这些知识点写成代码，考试对你来说就不再是默写，而是“Code Review”。
以下是我基于 2021 年高频考点，用 Python 编写的一组“核心考点速记代码”。这不仅是一份备考手册，更是我对安全机制的代码级解读。
考点一：PKI 体系与数字签名机制
【个人观点】
很多人搞不懂“数字签名”和“加密”的区别，更理不清 CA 证书的链条。其实，这就是面向对象编程中的 封装 与 继承。发送方用自己的私钥签名（封装身份），接收方用公钥验签（检查继承来源）。
【代码实现】
这段代码演示了 PKI 的核心：私钥签名、公钥验签，以及不可伪造性。
from cryptography.hazmat.primitives import hashes
from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa, padding
from cryptography.hazmat.primitives import serialization
from cryptography.exceptions import InvalidSignature
class PKI_Entity:
def __init__(self, name):
self.name = name
# 生成私钥 (对应考点：非对称加密算法 RSA)
self.private_key = rsa.generate_private_key(
public_exponent=65537,
key_size=2048,
)
# 提取公钥
self.public_key = self.private_key.public_key()
def sign_data(self, data: bytes) -> bytes:
"""
对应考点：数字签名过程
1. 使用发送方的私钥
2. 对摘要进行加密
"""
signature = self.private_key.sign(
data,
padding.PSS(
mgf=padding.MGF1(hashes.SHA256()),
salt_length=padding.PSS.MAX_LENGTH
),
hashes.SHA256()
)
return signature
def verify_signature(self, data: bytes, signature: bytes, sender_public_key):
"""
对应考点：签名验证过程
1. 使用发送方的公钥
2. 解密摘要并比对
"""
try:
sender_public_key.verify(
signature,
data,
padding.PSS(
mgf=padding.MGF1(hashes.SHA256()),
salt_length=padding.PSS.MAX_LENGTH
),
hashes.SHA256()
)
return True
except InvalidSignature:
return False
# 考点速记：私钥签名用于保证不可否认性和完整性
alice = PKI_Entity("Alice")
bob = PKI_Entity("Bob")
message = b"2021 软考信息安全工程师核心考点"
sig = alice.sign_data(message)
# Bob 用 Alice 的公钥验证
is_valid = bob.verify_signature(message, sig, alice.public_key)
print(f"签名验证结果: {is_valid}") # Output: True
考点二：访问控制模型（DAC, MAC, RBAC）
【个人观点】
软考中必考的三个模型：DAC（自主）、MAC（强制）、RBAC（基于角色）。如果死记硬背容易混淆，用代码写出来一看便知。
- DAC 是“我的是我的，我说了算”。
- MAC 是“没有规矩不成方圆，标签决定一切”。
- RBAC 是“在其位谋其政”。
【代码实现】
这里用 Python 模拟最复杂的 MAC（强制访问控制） 逻辑，这是 2021 年真题中关于 BLP（Bell-LaPadula）模型的高频点。
from enum import Enum, auto
class SecurityLevel(Enum):
TOP_SECRET = auto() # 绝密
SECRET = auto() # 秘密
CONFIDENTIAL = auto()# 机密
PUBLIC = auto() # 公开
class File:
def __init__(self, name, level: SecurityLevel):
self.name = name
self.level = level # 对应考点：敏感标记
class User:
def __init__(self, name, clearance: SecurityLevel):
self.name = name
self.clearance = clearance # 对应考点：安全许可证
def mac_read_check(user: User, file: File) -> bool:
"""
对应考点：BLP 模型的“简单安全属性”（No Read Up）
主体只能读低于或等于其安全级别的客体。
"""
if user.clearance.value >= file.level.value:
print(f"[允许] {user.name} 读取 {file.name}")
return True
else:
print(f"[拒绝] {user.name} 权限不足，无法读取 {file.name}")
return False
def mac_write_check(user: User, file: File) -> bool:
"""
对应考点：BLP 模型的“星号*属性”（No Write Down）
主体只能向高于或等于其安全级别的客体写入。
为了防止信息从高密级流向低密级。
"""
if user.clearance.value <= file.level.value:
print(f"[允许] {user.name} 写入 {file.name}")
return True
else:
print(f"[拒绝] {user.name} 不得向下级文件 {file.name} 写入")
return False
# 模拟考试场景
secret_agent = User("007", SecurityLevel.SECRET)
top_secret_file = File("Nuclear_Launch_Codes", SecurityLevel.TOP_SECRET)
public_file = File("News_Release", SecurityLevel.PUBLIC)
# 考点考察：No Read Up -> 007 (Secret) 不能读 Top Secret
mac_read_check(secret_agent, top_secret_file) # 应该被拒绝
# 考点考察：No Write Down -> 007 (Secret) 不能写 Public (防止泄密)
mac_write_check(secret_agent, public_file) # 应该被拒绝
考点三：网络攻防之 SQL 注入与防御
【个人观点】
Web 安全是软考下午题的常客。SQL 注入的本质是“代码与数据的混淆”。考点不仅仅是如何注入，更重要的是防御手段——预编译。
【代码实现】
对比“错误拼接”与“正确参数化查询”的区别。
import sqlite3
# 模拟数据库环境
def setup_db():
conn = sqlite3.connect(':memory:')
cursor = conn.cursor()
cursor.execute("CREATE TABLE users (id INTEGER PRIMARY KEY, username TEXT, password TEXT)")
cursor.execute("INSERT INTO users VALUES (1, 'admin', 'p@ssw0rd')")
conn.commit()
return conn
# ==========================================
# 场景 A: 漏洞代码 (对应考点：SQL 注入原理)
# ==========================================
def vulnerable_login(username_input):
conn = setup_db()
cursor = conn.cursor()
# 考点核心：直接字符串拼接，导致输入变成了代码的一部分
# 攻击输入：admin' --
query = f"SELECT * FROM users WHERE username = '{username_input}'"
print(f"[注入检测] 执行语句: {query}")
try:
cursor.execute(query)
result = cursor.fetchone()
if result:
print(f"登录成功！用户: {result}")
else:
print("登录失败")
except Exception as e:
print(f"数据库错误: {e}")
# ==========================================
# 场景 B: 安全代码 (对应考点：预编译/参数化查询)
# ==========================================
def secure_login(username_input):
conn = setup_db()
cursor = conn.cursor()
# 考点核心：使用 ? 占位符，数据库引擎会将输入视为纯数据，而非代码
query = "SELECT * FROM users WHERE username = ?"
print(f"[安全检测] 执行参数化查询")
cursor.execute(query, (username_input,))
result = cursor.fetchone()
if result:
print(f"登录成功！用户: {result}")
else:
print("登录失败")
# 执行测试
print("--- 测试 SQL 注入 ---")
attack_payload = "admin' OR '1'='1"
vulnerable_login(attack_payload) # 成功绕过
print("\n--- 测试 参数化防御 ---")
secure_login(attack_payload) # 登录失败
考点四：IPv6 安全与 IPSec 协议
【个人观点】
IPv6 是 2021 年软考的加分项。很多人只知道 IPv6 地址长，却忘了它最大的亮点——IPSec 是原生支持的（不像 IPv4 是外挂的）。AH 和 ESP 的区别是必考题。
【代码实现】
虽然我们很难用 Python 写一个完整的内核级网络协议栈，但我们可以定义一个类结构来记忆 AH 和 ESP 的区别。
from abc import ABC, abstractmethod
class IPSec_Protocol(ABC):
"""
对应考点：IPSec 协议簇
"""
def __init__(self):
self.icv_header = "完整性检查值" # 用于防篡改
@abstractmethod
def encrypt_payload(self):
pass
@abstractmethod
def provide_authentication(self):
pass
class AH_Protocol(IPSec_Protocol):
"""
对应考点：AH (Authentication Header)
1. 提供数据源认证和完整性
2. 不加密数据（明文传输）
3. 保护 IP 头部（不可变部分）
"""
def encrypt_payload(self):
return "不加密 (NO Encryption)"
def provide_authentication(self):
return "提供认证与完整性"
class ESP_Protocol(IPSec_Protocol):
"""
对应考点：ESP (Encapsulating Security Payload)
1. 提供加密、认证、完整性
2. 加密数据（密文传输）
3. 不保护 IP 头部
"""
def encrypt_payload(self):
return "加密 (Encryption)"
def provide_authentication(self):
return "提供认证、完整性 + 保密性"
# 考点速记：如果想保密，必须选 ESP；如果想防篡改但不介意内容泄露，可选 AH。
ah = AH_Protocol()
esp = ESP_Protocol()
print(f"AH 功能: 加密={ah.encrypt_payload()}, 认证={ah.provide_authentication()}")
print(f"ESP 功能: 加密={esp.encrypt_payload()}, 认证={esp.provide_authentication()}")
总结
通过代码来梳理 2021 软考信息安全工程师的核心考点，你会发现：
- PKI 是一种对象关系；
- MAC 模型 是一组
if-else的条件判断； - SQL 注入 是字符串格式化的副作用；
- IPSec 是接口的不同实现。
代码是逻辑的最小单元。当你在考场上看到题目时，不妨在脑海中运行这几段代码。这不仅能帮你选出正确答案，更能让你理解安全工程师的职责——我们是数字世界的架构师，用逻辑构建秩序，用代码抵御混沌。
希望这份速记手册能助你一臂之力！
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