信息化和信息系统（3）
信息化和信息系统（3）
1、软件测试方法
- 软件测试方法可以分为静态测试和动态测试。
- 静态测试是指被测试程序不在机器上运行，而采用人工检测和计算机辅助静态分析的手段对程序进行检测。静态测试包括对文档的静态测试和对代码的静态测试。对文档的静态测试主要以检查单的形式进行，而对代码的静态测试一般采用桌前检查、代码走查和代码审查。
- 动态测试是指在计算机上实际运行程序进行软件测试，一般采用白盒测试和黑盒测试方法。
- 白盒测试也称为结构测试，主要用于单元测试，测试人员按照程序内部逻辑结构设计测试用例，白盒测试方法主要有控制流测试、数据流测试、程序变异测试等。使用静态测试也可以实现白盒测试，如人工检查代码也属于白盒测试范畴。白盒测试方法中，最常用的技术是逻辑覆盖，即使用测试数据运行被测程序，考察对程序逻辑的覆盖程度。主要的覆盖标准有语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖等。
- 黑盒测试也称为功能测试，主要用于集成测试、确认测试和系统测试中，黑盒测试完全不考虑程序的内部结构和处理算法。一般包括等价类划分、边界值分析、判定表、因果图、状态图、随机测试、猜错法和正交试验法等。
2、软件测试类别
- 单元测试。单元测试也称为模块测试。
- 集成测试。集成测试的目的是检查模块之间，以及模块和已集成的软件之间的接口关系。
- 确认测试。确认测试主要用于验证软件的功能、性能和其他特性是否与用户需求一致。根据用户的参与程度，通常包括：
（1）内部确认测试。内部确认测试主要由软件开发组织内部按照SRS进行测试。
（2）Alpha测试和Beta测试。Alpha测试在开发环境下测试，Beta测试在实际使用环境下测试。
（3）验收测试。验收测试是指针对SRS，在交付前以用户为主进行的测试。其测试对象为完整的、集成的计算机系统。验收测试之前要保证已通过系统测试。 - 系统测试。系统测试的对象是完整的、集成的计算机系统，系统测试的目的是在真实系统工作环境下，验证完整的软件配置项能否和系统正确连接欸，并满足系统/子系统设计文档和软件开发合同规定的要求。
- 配置项测试。配置项测试的对象是软件配置项，配置项测试的目的是检验软件配置项与SRS的一致性。
- 回归测试。回归测试的目的是测试软件变更之后，变更部分的正确性和对变更需求的符合性，以及软件原有的、正确的功能、性能和其它规定的要求的不损害性。（哪一个阶段的测试没通过，都要先把之前的也测试一遍）
3、软件调试策略
- 常用的软件调试策略可分为蛮力法、回溯法、原因排除法三类。
- 软件调试与软件测试的区别主要体现在以下几个方面：
（1）测试的目的是为了找出存在的错误，调试的目的是定位错误并修改程序以修正错误。
（2）调试是测试之后的活动，测试和调试在目标、方法和思路上都有所不同。
（3）测试从一个已知的条件开始，使用预先定义的过程，有预知的结果；调试从一个未知的条件开始，结束的过程不可预计。
（4）测试过程可以事先设计，进度可以事先确定；调试不能描述过程或持续时间。
4、软件测试的管理过程
- 软件测试的管理包括过程管理、配置管理和评审工作。
- 过程管理。过程管理包括测试活动管理和测试资源管理。软件测试应由相对独立的人员进行。
- 配置管理。应按照软件配置管理的要求，将测试过程中产生的各种工作产品纳入配置管理。
- 评审工作。测试过程中的评审包括测试就绪评审（测试前）和测试评审（测试后）。
5、软件集成技术
企业应用集成EAI包括表示集成、数据集成、控制集成和业务流程集成等多个层次和方面。当然，也可以在多个企业之间进行应用集成。
- 表示集成也称为界面集成，是黑盒集成，无需了解程序与数据库的内部构造。常用的集成技术主要有屏幕截取和输入模拟技术。
- 数据集成是白盒集成。
- 控制集成也称为功能集成或应用集成，是在业务逻辑层上对应用系统进行集成的。控制集成是黑盒集成，与表示集成和数据集成相比，灵活性更高。表示集成和数据集成适用的环境下，都适用于控制集成。但是，由于控制集成是在业务逻辑层进行的，其复杂度更高一些。
- 业务流程集成也称为过程集成，这种集成超越了数据和系统，它由一系列基于标准的、统一数据格式的工作流组成。当进行业务流程集成时，企业必须对各种业务信息的交换进行定义、授权和管理，以便改进操作、减少成本、提高响应速度。
6、物联网（IoT）
- 物联网主要解决物品与物品、人与物品、人与人之间的互连。在物联网应用中有两项关键技术，分别是传感器技术和嵌入式技术。
（1）传感器技术。RFID（射频识别）是物联网中使用的一种传感器技术，可通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。
（2）嵌入式技术。嵌入式技术是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。 - 物联网架构可分为三层，分别是感知层、网络层、应用层。
（1）感知层。感知层由各种传感器构成，是物联网识别物体、采集信息的来源。
（2）网络层。网络层由各种网络，包括互联网、广电网、网络管理系统和云计算平台等组成，是整个物联网的中枢，负责传递和处理感知层获取的信息。
（3）应用层。应用层是物联网和用户的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。 - 物联网在城市管理中综合应用就是所谓的智慧城市。智慧城市的建设包括以下几部分：
（1）通过传感器或信息采集设备全方位地获取城市系统数据。
（2）通过网络将城市数据关联、融合、处理、分析为信息。
（3）通过充分共享、智能挖掘将信息变成知识。
（4）结合信息技术，把知识应用到各行各业形成智慧。 - 智慧城市的五个功能层（由底向上）：
（1）物联感知层。提供对城市环境的智能感知能力，通过各种设备终端采集、识别和监测信息。
（2）通信网络层。广泛互联，以互联网、电信网、广播电视网以及传输介质为光纤的城市专用网作为骨干传输网络，以覆盖全城的无线网络、移动4G为主要接入网，组成网络通信基础设施。
（3）计算与存储层。包括软件资源、计算资源和存储资源，为智慧城市提供数据存储和计算，保障上层对于数据汇聚的相关需求。
（4）数据及服务支撑层。利用SOA、云计算、大数据等技术，通过数据和服务的融合，支撑承载智慧应用层中的相关应用，提供应用所需的各种服务和共享资源。
（5）智慧应用层。各种基于行业或领域的智慧应用及应用整合，如智慧交通、智慧社区、智慧政务等。 - 智慧城市的三个支撑体系：
（1）安全保障体系：为智慧城市建设构建统一的安全平台，实现统一入口、统一认证、统一授权、日志记录服务。
（2）建设和运营管理体系：为智慧城市建设提供整体的运维管理机制，确保智慧城市整体建设管理和可持续运行。
（3）标准规范体系：用于指导支撑智慧应用信息系统的总体规划和工程建设，同时规范和引导我国智慧城市相关IT产业的发展，为智慧城市建设、管理和运行维护提供统一规范，便于互联、共享、互操作和扩展。
7、云计算（Cloud Computing）
- 云计算的主要特点：
（1）宽带网络连接，用户需要通过宽带网络接入“云”中并获得有关的服务，“云”内节点之间也通过内部的高速网络相连。
（2）快速、按需、弹性的服务，用户可以按照实际需求迅速获取或释放资源，并可以根据需求对资源进行动态扩展。 - 云计算服务的类型：
（1）IaaS（基础设施即服务）。向用户提供计算机能力、存储空间等基础设施方面的服务。这种服务模式需要较大的基础设施投入和长期运营管理经验。
（2）PaaS（平台即服务）。向用户提供虚拟的操作系统、数据库管理系统、Web应用等平台化的服务。PaaS服务的重点不在于直接的经济效益，而更注重构建和形成紧密的产业生态。
（3）SaaS（软件即服务）。SaaS向用户提供应用软件、组件、工作流等虚拟化软件的服务。
8、大数据（Big Data）
- 大数据的五个特征（5个V）：Volume（大量）、Variety（多样）、Value（价值）、Velocity（高速）、Veracity（真实）。
- 大数据是具有体量大、结构多样、时效性强等特征的数据，处理大数据需要采用新型计算架构和智能算法等新技术。大数据从数据源经过分析挖掘到最终获得价值一般需要经过5个主要环节：
（1）数据准备
（2）数据存储与管理
（3）计算处理
（4）数据分析
（5）知识展现
9、移动互联
- 移动互联网的核心是互联网，因此一般认为移动互联网是桌面互联网的补充和延申，应用和内容仍是移动互联网的根本。
- 移动互联网的特点：
（1）终端移动性。
（2）业务使用的私密性。
（3）终端和网络的局限性。
（4）业务与终端、网络的强关联性。
10、信息系统安全相关概念
- 信息安全的三大属性：
（1）保密性：信息不被未授权者知晓的属性。
（2）完整性：信息是正确的、真实的、未被篡改的、完整无缺的属性。
（3）可用性：信息可以随时正常使用的属性。 - 信息系统安全可以划分为四个层次：
（1）设备安全。设备安全包括设备的稳定性、可靠性、可用性。
（2）数据安全。数据安全包括秘密性、完整性和可用性。
（3）内容安全。内容安全是在政治、法律、道德层次上的要求，政治健康、合法、不违背道德；其次，广义上还包括内容保密、信息隐藏、隐私保护、知识产权保护等
（4）行为安全。数据安全本质是一种静态的安全，行为安全是一种动态安全（与数据安全密切相关）。行为安全包括行为的秘密性、行为的完整性、行为的可控性。 - 保障信息安全的技术包括：硬件系统安全技术、操作系统安全技术、数据库安全技术、软件安全技术、网络安全技术、密码技术、恶意软件防治技术、信息隐藏技术、信息设备可靠性技术。
其中，硬件系统安全和操作系统安全是信息系统安全的基础，密码技术和网络安全技术是关键技术。网络安全技术主要包括防火墙、VPN、IDS、防病毒、身份认证、数据加密、安全设计、网络隔离等。 - 信息系统安全保护等级：
- 计算机系统安全保护能力的五个等级：用户自主保护级、系统审计保护级、安全标记保护级、结构化保护级、访问验证保护级。
- 人员管理：最小授权、多教育多培训、离职后马上收回权限等。
11、信息加密、解密与常用算法
- 对称加密以DES算法为典型代表，非对称加密以RSA算法为典型代表。
- 对称加密技术：加密密钥也可以用作解密密钥，使用起来简单快捷，密钥较短，破译相对简单。（DES、IDEA、AES）
- 非对称加密技术：公开密钥密码的基本思想是将传统密码的密钥K一分为二，分为加密钥Ke和解密钥Kd，用Ke控制加密，用Kd控制解密。RSA密码，既可用于加密，又可用于数字签名（利用RSA密码可以同时实现数字签名和数据加密），安全易懂，因此RSA密码已成为目前应用最广泛的公开密钥密码。
- Hash函数可提供保密性、报文认证以及数字签名功能。
- 签名是证明当事者的身份和数据真实性的一种信息。完善的数字签名体系应满足三个条件：
（1）签名者事后不能抵赖自己的签名。
（2）任何其他人不能伪造签名。
（3）如果当事的双方关于签名的真伪发生争执，能够在公正的仲裁者面前通过验证签名来确认真伪。 - 认证（Authentication）又称鉴别、确认，它是证实某事是否名副其实或是否有效的一个过程。
- 认证和加密的区别在于：加密用以确保数据的保密性，阻止对手的被动攻击，如截取、窃听等；而认证用以确保报文发送者和接收者的真实性以及报文的完整性，阻止对手的主动攻击，如冒充、篡改、重播等。认证往往是许多应用系统中安全保护的第一道设防，因此极为重要。
12、信息系统安全
- 计算机设备安全。
计算机设备安全包括计算机实体及其信息的完整性、机密性、抗否认性、可用性、可审计性、可靠性等几个关键因素。
（1）抗否认性（不可抵赖性），是指能保障用户无法在事后否认曾经对信息进行的生成、签发、接收等行为的特性。一般通过数字签名来提供抗否认服务。
（2）可审计性，利用审计方法，可以对计算机信息系统的工作过程进行详尽的审计跟踪，同时保存审计记录和审计日志，从中可以发现问题。（审计在事后）
（3）物理安全主要包括场地安全（环境安全，主要是场地与机房）。
（4）设备安全。
（5）存储介质安全。介质本身和介质上存储数据的安全。
（6）计算机的可靠性工作，一般采用容错系统实现。容错主要依靠冗余设计来实现，以增加资源换取可靠性。 - 网络安全。
网络安全防御技术如下：
（1）防火墙。防火墙阻挡对网络的非法访问和不安全数据的传递，使得本地系统和网络免于受到许多网络安全威胁，主要用于逻辑隔离外部网络与受保护的内部网络。防火墙主要是实现网络安全的安全策略，而这种策略是预先定义好的，所以是一种静态安全技术。
（2）入侵检测与防护。主要有两种：入侵检测系统（IDS）与入侵防护系统（IPS）。IDS注重的是网络安全状况的监管，大多数IDS是被动的。而IPS则倾向于提供主动防护，注重对入侵行为的控制。
（3）VPN（虚拟专用网络）。VPN是依靠ISP和其它NSP，在公用网络中建立专用的、安全的数据通信通道的技术。VPN使用称之为“隧道”的技术作为传输介质，这个隧道建立在公共网络或专用网络基础之上。常见的隧道技术包括：点对点隧道协议（PPTP）、第2层隧道协议（L2TP）和IP安全协议（IPSec）
（4）安全扫描。安全扫描包括漏洞扫描、端口扫描、密码类扫描等。安全扫描可以使用被称为扫描器的软件来完成，扫描器是最有效的网络安全检测工具之一，它可以自动检测远程或本地主机、网络系统的安全弱点以及所存在可能被利用的系统漏洞。
（5）网络蜜罐技术。网络蜜罐技术是一种主动防御技术，是防范入侵检测技术的一个重要发展方向。蜜罐系统是一个包含漏洞的诱骗系统，它通过摸拟一个或多个易受攻击的主机和服务，给攻击者提供一个容易攻击的目标。由于蜜罐并没有向外界提供真正有价值的服务，因此所有试图与其进行连接的行为均可认为是可疑的，同时让攻击者在蜜罐上浪费时间，延缓对真正自标的攻击，从而使目标系统得到保护。由于蜜罐技术的特性和原理，使得它可以对入侵的取证提供重要的信息和有用的线索，便于研究入侵者的攻击行为。
（6）常见的无线网络安全技术包括：无线公开密钥基础设施（WPKI）、有线对等加密协议（WEP）、Wi-Fi网络安全接入（WPA/WPA2）、无线局域网鉴别与保密体系（WAPI）、802.11i等。 - 操作系统安全。
针对操作系统的安全威胁按照行为方式划分，通常有四种：
（1）切断，这是对可用性的威胁。系统的资源被破坏或变得不可用或不能用，如破坏硬盘、切断通信线路或使文件管理失效。
（2）截取，这是对机密性的威胁。未经授权的用户、程序或计算机系统获得了对某资源的访问，如在网络中窃取数据殁非法拷贝文件和程序。
（3）篡改，这是对完整性的攻击。未经授权的用户不仅获得了对某资源的访问，而且进行篡改，如修改数据文件中的值，修改网络中正在传送的消息内容。
（4）伪造，这是对合法性的威胁。未经授权的用户将伪造的对象插入到系统中，如非法用户把伪造的消息加到网络中或向当前文件加入记录。
针对操作系统的安全威胁按照表现形式来划分，有以下几种：
（1）计算机病毒。
（2）逻辑炸弹。
（3）特洛伊木马。
（4）后门。后门指的是嵌在操作系统中的一段非法代码，渗透者可以利用这段代码侵入系统。安装后门就是为了渗透。
（5）隐蔽通道。隐蔽通道可定义为系统中不受安全策略控制的、违反安全策略、非公开的信息泄露路径。
操作系统安全性的主要目标是标识系统中的用户，对用户身份进行认证，对用户的操作进行控制，防止恶意用户对计算机资源进行窃取，篡改，破坏等非法存取，防止正当用户操作不当雨危害系统安全，从而既保证系统运行的安全性，又保证系统自身的安全性。具体包括如下几个方面:
（1）身份认证机制：实施强认证方法，比如口令、数字证书等。
（2）访问控制机制：实施细粒度的用户访问控制，细化访问权限等。
（3）数据保密性：对关键信息，数据要严加保密。
（4）数据完整性：防止数据系统被恶意代码破坏，对关键信息进行数字签名技术保护。
（5）系统的可用性：操作系统要加强应对攻击的能力，比如防病毒，防缓冲区溢出攻击等。
（5）审计：审计是一种有效的保护措施，它可以在一定程度上阻止对计算机系统的威胁，并对系统检测，故障恢复方面发挥重要作用。 - 数据库系统安全。
数据库安全主要指数据库管理系统安全，其安全问题可以认为是用于存储而非传输的数据的安全问题。数据库安全在技术上采取了一系列的方法，具体包括：数据库访问控制技术、数据库加密技术、多级安全数据库技术、数据库的推理控制问题和数据库的备份与恢复等。 - 应用系统安全。
应用系统安全是以计算机设备安全、网络安全和数据库安全为基础的。
Web威胁防护技术主要包括：
（1）Web访问控制技术。访问控制是Web站点安全防范和保护的主要策略，它的主要任务是保证网络资源不被非法访问者访问。
（2）单点登录（SSO）技术。单点登录为应用系统提供集中统一的身份认证，实现“一点登录，多点访问”。
（3）网页防篡改技术。网页防篡改技术包括时间轮询技术、核心内嵌技术、事件触发技术、文件过滤驱动技术等。
（4）Web内容安全。内容安全管理分为电子邮件过滤、网页过滤、反间谍软件三项技术。