信息与网络安全复习笔记

一、对称密码的优缺点

1.1 优点

• 加密解密处理速度快
• 保密度高

1.2 缺点

• 密钥是保密通信的关键，如何才能把密钥安全送到收信方是对称加密体制的突出问题，且密钥分发过程复杂，代价高
• 若有n个用户进行两两通信，总共需要的密钥数为n(n-1)/2；使得密钥的分发复杂
• 通信双方必须统一密钥
• 难以解决数字签名的认证问题。不适合网络邮件加密需要

二、AES算法的加密过程

2.1 简略过程

• 初始变换（其实就是 轮密钥加 操作）
• 九轮轮函数操作
  • 字节代换（ $SubBytes$ ）
  • 行位移（ $ShiftRows$ ）
  • 列混淆 （ $MixColumns$ ）
  • 轮密钥加（ $AddRoundKey$ ）
• 最终轮运算（实际上是 除去 列混淆的轮操作函数）

2.2 详细过程

传送门：浅析加密算法六【AES密码】

三、DES算法的加密过程

3.1 简略过程

• 首先将明文分为每 $64$ 位分为一组，共 $N$ 组
• 通过一个初始置换IP
• 将明文的每一个组分为左半部分和右半部分，各自 $32$ 位长
• 然后进行 $16$ 轮的 $F$ 轮变换函数运算（这一步统称为乘积变换，具体细节下面会讲到）
  • 1.E扩展置换（32位 ->48位）
  • 2.异或（48位 -> 48位）
  • 3.S盒子替换（48位 -> 32位）
  • 4.P置换（32位 -> 32 位）
• $L_i$ 直接等于 $R_{i-1}$ ，$R_i$ 是等于 $L_{i-1}XorF(R_{i-1},K_i)$
• 逆初始置换IP

3.2 详细过程

传送门：浅析加密算法五【DES密码】

四、公钥密码体制模型的运行过程

• 发送方A查找接收方B的公钥
• A采用公钥加密算法用B的公钥对明文进行加密
• A通过不安全信道将密文发送给B
• B收到密文后使用自己的私钥对密文解密还原出明文

五、入侵检测系统的主要功能

• 监测并分析用户和系统的活动
• 核查系统配置和漏洞
• 评估系统关键资源和数据文件的完整性
• 识别已知的攻击行为
• 统计分析异常行为
• 操作系统日志管理，并识别违反安全策略的用户活动

六、数据加密系统的加密过程

通过某种加密算法将明文信息变成与明文不相干的密文信息

七、入侵检测系统IDS信号分析手段及其优缺点

7.1 模式匹配

将收集到的信息和已知的网络入侵和系统误用模式数据库进行比对

7.1.1 优点

准确、效率高

7.1.2 缺点

需要不断更新，无法检测未出现过的攻击

7.2 统计分析

首先给系统对象创建一个统计描述，统计正常使用时的一些测量属性。任何观测值在正常范围之外的，就认为有入侵行为发生。

7.2.1 优点

可检测到未知和更为复杂的入侵

7.2.2 缺点

误报、漏报率高

7.3 完整性分析

完整性分析主要关注某个文件或对象是否被更改，通常采用强有力的加密机制（如Hash函数）来识别微小变化。

7.3.1 优点

能发现攻击导致文件或对象发生的任何改变

7.3.2 缺点

无法实时响应，只能事后分析

八、什么是攻击，常见的攻击方法

8.1 什么是攻击

仅仅发生在 入侵行为完全 ，且入侵者已进入目标网络内的行为称为攻击。但更为积极的观点是：所有 可能使一个网络受到破坏 的行为都称为攻击。即从 一个入侵者开始在目标机上工作 的那个时刻起，攻击就开始了

8.2 常见的攻击方法

• 口令入侵
• 后门软件手段
• 监听法
• E-mail技术
• 电子欺骗
• DoS攻击（拒绝服务攻击）

九、网络安全防范的基本措施

• 防火墙技术，在与外部网络沟通的时候安装防火墙
• 数据加密技术，信息传输的时候使用加密算法加密
• 网络入侵检测技术，使用IDS防护
• 网络安全扫描技术，不定期扫描系统漏洞
• 防病毒技术，安装杀毒软件

十、常见的口令攻击技术

• 社会工程学
• 猜测攻击
• 字典攻击
• 穷举攻击
• 混合攻击

十一、常用DOS攻击方法

11.1 TCP SYN Flood 攻击

利用 TCP 缺陷，发送大量伪造的 TCP 连接请求，从而耗尽资源的攻击方式

11.2 IP 欺骗 DoS 攻击

• 利用 RST 位来实现。伪装自己的IP为合法用户的，并向服务器发送一个带有 RST 的 TCP 数据段，服务器接收后，就会认为合法用户发送的连接错误，就会清空缓冲区中已建好的连接。
• 伪造大量的 IP 地址，向目标服务器发送 RST 数据，使服务器不对合法用户提供服务

11.3 带宽 DoS 攻击

通过发送请求来消耗服务器缓冲区的带宽（有一种流量战的感觉）

十二、入侵检测系统的工作原理和流程

12.1 工作原理

• 数据收集：收集的数据包括主机日志、防火墙日志、数据库日志、应用程序数据以及网络数据包等
• 数据处理：由于之前收集到的数据过于庞大和繁杂，需要对其进行相应的处理（去除冗余、噪声，并且进行数据标准化及格式化处理）
• 数据分析：采用统计、智能算法能方法分析数据是否正常，显示是否存在入侵行为
• 响应处理：当发现入侵行为时，采取预案措施进行防护（如切断网络，记录日志）、并保留入侵证据以作他日调查所用，同时向管理员报警

12.2 工作流程

如下图

十三、入侵检测系统IDS常见的响应处理

• 警告和事件报告
• 终止进程，强制用户退出
• 切断网络连接，修改防火墙设置
• 灾难评估，自动恢复
• 查找定位攻击者

十四、计算机病毒的特点

• 不能作为独立的可执行程序运行
• 能自我复制
• 通过执行宿主程序来激活病毒
• 能跨平台

十五、常见的网络病毒防范措施

• 加大宣传力度，强化公众的信息安全意识
• 运用多种网络安全技术，为公众信息设置安全保障
• 运用数据加密技术，加强网络通信安全
• 加强信息安全技术管理，切实做到安全使用网络
• 健全网络安全制度，强化网络安全

十六、信息隐藏的特点及主要研究应用

16.1 主要特点

• 信息隐藏是将秘密信息隐藏在另一非机密的载体信息中，通过公共信道进行传递
• 攻击者无从判断是否有秘密信息，也无法提取或去除秘密信息
• 信息隐藏的最大优势在于它并不限制对主信号的存取和访问，而是致力于签字信号的安全保密性

16.2 研究应用

• 信息隐藏算法
• 数字水印
• 隐秘通道技术
• 匿名通信

十七、数字水印技术的特点及应用

17.1 特点

• 安全性：难以篡改或伪造；较低的误检测率；数字水印随内容发生变化
• 隐蔽性：不可感知，不降低使用价值
• 鲁棒性：经历多种无意或有意的信号处理过程后，数字水印仍能保持部分完整性并能被准确鉴别
• 水印容量：有足够的水印容量，即载体在不发生形变的前提下可嵌入的水印信息量

17.2 应用

• 版权保护：表明对数字产品的所有权
• 数字指纹：用于防止数字产品被非法复制和散发
• 认证和完整性校验：验证数字内容未被修改或假冒
• 内容标识和隐藏标识：多媒体内容检索
• 使用控制：控制复制次数
• 内容保护：保护内容不被滥用

十八、数字水印性能评价

• 不可感知性
• 对载体的破坏程度
• 主观评价
• 客观评价
• 水印容量、不可感知性、健壮性三者之间的平衡

十九、防火墙的功能与作业

• 网络安全屏障
• 强化网络安全策略
• 对网络存取和访问进行监控审计
• 防止内部信息外泄
• 保护内网安全

二十、分布式防火墙的优势有哪些

• 适用于服务器托管（大数据中心）
• 增强了系统安全性（入侵检测）
• 消除了结构性瓶颈问题，提高了系统性能（单一的接入点）
• 随系统扩充（分布式特性）
• 应用更为广泛且支持VPN通信

二十一、VPN的关键技术

21.1 隧道化协议（Tunneling Protocol）

隧道技术是分组封装（Capsule）的技术，它是VPN实现以内部网地址通信与多协议通信的重要功能，PPTP、L2TP、IPSec、GRE和GTP被广泛采用。

21.2 认证技术

认证技术可以防止数据被伪造和篡改，它采用一种被称为“摘要”的技术。“摘要”技术在 VPN 中有两个用途：验证数据的完整性和进行用户认证。

21.3 加密技术

IPSec 通过ISAKMP/IKE/Oakley 协商确定几种可选的数据加密算法，如 DES 、3DES等。

21.4 密钥交换和管理

• 通过手工配置的方式；手工配置的方式由于密钥更新困难，只适合于简单的网络。
• 采用密钥交换协议动态分发。密钥交换协议采用软件方式动态生成密钥，适合于复杂的网络且密钥可快速更新，可以显著提高VPN 的安全性。目前主要的密钥交换与管理标准有 IKE （互联网密钥交换）、SKIP（互联网简单密钥管理）和 Oakley。

二十二、凯撒密码

传送门：浅析加密算法一【凯撒密码】

二十三、维吉尼亚密码

传送门：浅析加密算法二【Vigenere密码】

二十四、Playfair密码

传送门：浅析加密算法三【Playfair密码】

二十五、希尔密码

传送门：浅析加密算法四【Hill密码】

二十六、RSA密码

传送门：浅析加密算法七【RSA密码】

二十七、选择判断题