网络安全复习一轮

第一章

网络安全的定义：

• 利用网络技术、管理和控制等措施，保证网络系统和信息的**保密性、完整性、可用性（网络安全3个基本要求）、可控性和可审查性（抗否认性）（网络信息安全5大特征）**受到保护。即保证网络系统的硬件、软件及系统中的数据资源得到完整、准确、连续运行与服务不受干扰破坏和非授权使用。
• ISO/IEC27032 定义的网络安全：对网络的设计、实施和运营等过程中的信息及其相关系统的安全保护。

信息安全、网络安全和网络空间安全的异同：

• 均属于非传统安全，均聚焦于信息安全问题
• 网络安全和网络空间的核心是信息安全。出发点和侧重点有所差别

信息安全威胁的三个基本根源：

• 人的因素
• 信息系统的开放性
• 信息系统的复杂性

四个方面的威胁：

• 中断威胁（可用性）
• 侦听威胁（保密性）
• 修改威胁（完整性）
• 伪造威胁（真实性）

网络安全模型（PDRR）
——改进得到的网络系统安全生命周期模型：IPDRRR（检查准备、防护加固、检测发现、快速反映、确保恢复、反省改进）

具体安全机制

• 加密机制（提供数据加密最常用的方法；对话层不提供加密保护）
• • 分类
• • • 按密钥类型：对称密钥加密算法和非对称密钥
• • • 按密钥体制：序列密码和分组密码算法
• • 与其他技术结合，提供数据的保密性和完整性
• 数字签名机制：解决双方发生问题时的如下问题：否认、伪造、冒充、篡改
• 访问控制：审计跟踪系统
• 数据完整性机制：数据单元的完整性（发生在发送实体和接收实体过程上）和数据单元序列的完整性
• 交换鉴别机制：口令、密码技术（常与这些技术一起使用：时间标记和同步时钟；双方或三方“握手”；数字签名和公证机构）
• 业务流量填充机制：保密装置在无信息传输时，连续发出伪随机序列
• 路由控制机制：有多条线路（安全或不安全），选择特殊路由保证数据安全
• 公证机制：数据通信通过该机构，供以后仲裁

安全机制的效果：
进不去、拿不到、看不懂、改不了、瘫不掉、赖不掉

第二章

网络攻击的具体步骤：

• 踩点——目标探测（nslookup、traceroute）
• 网络扫描——确定攻击目标
• 查点——攻击前奏曲
• 远程攻击——获取访问
• 创建后门

攻击准备（信息收集）

Shodan——联网设备搜索引擎
网络设备分为网络连接设备和网络应用设备

网络扫描

网络扫描的定义
网络扫描的基本原理

网络扫描的两种策略：被动式策略和主动式策略

扫描的作用

扫描的分类：主机扫描、端口扫描、操作系统指纹扫描

主机扫描实现技术
高级主机扫描技术（ip 异常或无效）

高级主机扫描技术

应对主机扫描的策略：使用可以检测并记录 ICMP 扫描的工具；使用入侵检测系统；在防火墙或路由器中设置允许进出自己网络的 ICMP 分组类型

端口扫描

• 开放扫描（三次握手；基本的 TCP connect()扫描、Reverse-ident扫描）
• 半开放扫描（不需要打开一个完全的 TCP 连接；TCP SYN 扫描）
• 秘密扫描（不包含标准的 TCP 三次握手协议的任何部分；TCP Fin 扫描）

应对端口扫描的策略：

• 设置防火墙过滤规则，阻止对端口的扫描
• 使用入侵检测系统
• 禁止不必要的服务，把自己的暴露程度降到最低

应对操作系统识别的策略：

• 端口扫描监测工具监视操作系用检测活动
• 防火墙和路由器的规则配置
• 让操作系统识别失效的补丁
• 使用入侵检测系统

常见的扫描工具：Scan、Nmap、IPScan、Xscan

网络监听

实现网络监听要解决的两个问题

• 网络流量劫持
• 在监听点上采集并分析网络数据

网络监听要解决的原理：共享式网络监听（总线型以太网）

交换网络监听

• 网络管理
• • 交换机 + 集线器
• • 端口镜像
• 黑客
• • MAC 洪泛
• • ARP 欺骗
• • 端口盗用

监听的防范最好的办法：使网络嗅探不能达到预期的效果，使嗅探的价值降低，可以使用的方法：

• 采用安全的拓扑结构
• 通信会话加密
• 采用静态的 ARP 或者 IP-MAC 对应表

常见的监听工具：WinPcap、Sniffer、WireShark、NetXray

WEB 欺骗及 IP 地址欺骗

Web 欺骗的防范

• 短期解决方法
• • 关掉浏览器的 javascript
• • 不从不熟悉的网站上链接到其他网站
• • 从地址栏输入网址
• 长期解决方法
• • IP 地址、子网、域的限制
• • 用户名和密码
• • 加密

IP 地址盗用
一台主机有目的地使用他人合法的 IP 地址，而不用自己的 IP 地址的行为

IP 地址欺骗
伪造某台主机的 IP 地址的技术

IP 欺骗的原理：利用主机之间的正常的信任关系，这种关系有别于用户间的信任和应用层的信任

IP 欺骗的防范

• 放弃基于地址的信任策略
• 对数据包进行限制
• 应用加密技术

缓冲区溢出

代码起始地址 = ESP + 某一偏移（不需要精确）

缓冲区溢出的防范

• 编写正确的代码
• 非执行的缓冲区
• 指针完整性检查
• 用好安全补丁

拒绝服务攻击

常见的拒接服务攻击

• Pingflood
• Ping of Death
• Teradrop
• Synflood
  DDos 是一种基于 DoS 的特殊形式的拒绝服务攻击，是一种分布、协作的大规模攻击方式，攻击者控制多个傀儡发起攻击，主要瞄准比较大的站点

DDoS 攻击将造成骨干网络资源浪费、链路阻塞、业务中断

三种流行的 DDoS 攻击

• SYN/ACK Flood 攻击
• • 经典最有效最常用的 DDoS 方法，可通杀各种系统的网络服务
• TCP 全连接攻击
• • 可绕过常规防火墙
• • 容易被跟踪
• • 与 SYN 风暴的区别：不需要不停的向受害者发起连接
• 重定向 Dos 攻击
• • 常被用于窃听或中间人攻击

拒接服务攻击的防范

• 限制带宽
• 终端防御
• 入口过滤（只允许必要的通信）

对付风暴型 DDoS 攻击的 4 种方案：通过丢弃恶意分组的方法保护网络；在源端控制 DDoS 攻击；追溯攻击的源端，阻止他发起新的攻击；路由器动态检测流量并进行控制。最有效的方法是：流量清洗

第三章

计算机病毒定义及发展过程

计算机病毒的发展过程

• 磁芯大战
• 巴基斯坦智囊
• 能对自身进行简单加密的病毒（1741 病毒、DIR2 病毒）
• 宏病毒（美丽莎、台湾一号）
• 病毒生产机（G2、IVP、VCL）

CIH 恶性病毒（第一个能破坏硬件的病毒）
“美丽莎”病毒：世界上最大的一次病毒活动，最大的一次网络蠕虫大泛滥
尼姆达病毒：2001 年最为凶猛的恶意蠕虫病毒，传播速度快、危害性强、自我繁殖能力位居各大病毒之首
中国黑客：2002 年 6 月 6 日，全球首创的 “三线程” 技术

病毒的发展趋势

发展趋势

• 病毒向有智能和有目的的方向发展
• 未来凡能造成重大危害的，一定是蠕虫（特征：快速不断复制自身，最短时间内传播到最大范围）
• 病毒与黑客技术结合
• 向轻感染文件、重复制自身的方向发展
• 未来可能会出现分布式通信的病毒

计算机病毒的特征

• 破坏性
• 传染性（也叫自我复制或传播性，即其本质特征）
• 隐蔽性
• 潜伏性
• 不可预见性
• 针对性
• 衍生性

计算机病毒的分类

按破坏程度强弱的不同：良性病毒和恶性病毒
按传染方式的不同：文件型病毒、引导型病毒和混合型病毒
按连接方式的不同：源码型病毒、嵌入式病毒、操作系统型病毒和外壳型病毒

病毒的检查方法

比较法：比较被检测对象与原始备份
扫描法：利用病毒代码库
特征字识别法：基于特征串扫描法，提取关键的特征字
分析法：运用相应的技术分析
校验和法：计算前后校验和

病毒的清除：隔离、报警、查毒源、采取应对方法和对策、备份数据、清除病毒

清楚计算机病毒使根据不同类型病毒对感染对象的修改，并按照病毒的感染特性对感染对象进行恢复，其中恢复过程是从感染对象中清除病毒，恢复被病毒感染前的原始信息

文件型病毒的清除（最普遍）
引导型病毒的清除（重写引导区）
内存中毒的清除

木马病毒概论

木马特点：隐蔽性（突发性和攻击性，难以察觉；客户端/服务器模式

木马的传播方式：E-mail、软件下载、会话软件

木马程序的危害性

• 自动搜索已中木马的计算机
• 跟踪监视对方屏幕
• 随意修改注册表和系统文件
• 监视对方任务且可终止对方任务
• 管理对方资源
• 直接控制对方的键盘、鼠标、共享被控计算机的硬盘资源
• 远程重启和关闭电脑

木马的检测和清除

过程：

• 查看开放端口
• 查看和恢复 win.ini 和 system.ini 系统配置文件
• 查看启动程序并删除可疑的启动程序
• 查看系统进程并停止可疑的系统进程
• 查看和还原注册表

网络测试命令 Netstat

网络蠕虫

网络蠕虫与普通病毒的区别

• 普通病毒主要是感染文件和引导区，而蠕虫是一种通过网络传播的恶性代码
• 具有普通病毒的一些共性，如传播性，隐蔽性，破坏性等
• 自己的特征，如不利用文件寄生、可对网络造成拒接服务、与黑客技术相结合等
• 蠕虫病毒是一种特殊病毒类型。传统病毒传染被动，蠕虫病毒传染主动

蠕虫的特点

• 传播迅速
• 传播方式多样
• 病毒制作技术与传统的病毒不同
• 利用操作系统和应用程序漏洞主动进行攻击
• 可利用的传播路径包括文件、电子邮件、Web 服务器、网络共享
• 与黑客技术相结合

蠕虫程序的工作流程可以分为漏洞扫描、攻击、传染、现场处理

蠕虫的行为特征

• 自我繁殖
• 造成网络拥塞
• 利用软件漏洞
• 消耗系统资源
• 留下安全隐患

第四章

密码学概论

发展历史

• 古典密码：纸、笔或者简单机械实现的简单替代及换位
• 近代密码：手工或电动机械实现的复杂的替代及换位
• 现代密码：分组密码、序列密码以及空开密钥密码，有坚实的数学理论基础

现代密码学重要事件

• 1949 年，Shannon发表《保密通信的信息理论》，为密码系统建立了理论基础，从此密码学成为一门科学（第一次飞跃）
• DES 的公布使密码学的研究公开
• 1976 年，Diffe 和 Hellman 提出公开密钥的加密体制的实现。1978 年，Shamire 和 Adleman 提出第一个比较完善的公钥密码体制算法（第二次飞跃）

密码学的定义
密码学的功能：信息通信加密功能，数字签名，身份认证，安全访问

密码学提供的只是技术保障作用

密码学分支：密码编码学和密码分析学（相互对立、相互促进）

密码系统/体制 由明文、密文、加密和解密算法、密钥 5 部分组成

密码体制分类：对称密码（加解密钥相同）和非对称密码（加解密钥不同）

密码系统的安全性

• 无条件安全性（理论上不可破译）
• 计算安全性
• 可证明安全性

密码分析常用的 4 类方法：唯密文攻击、已知明文攻击、选择明文攻击、选择密文攻击

机密体制的基本原则

• 不可破
• 安全性依赖密钥的保密，而不是依赖于对加密体制的保密
• 加解密算法适用于密钥空间中的所有元素
• 密码体制既易于实现又便于使用
• 密钥空间应足够大，使得试图通过穷举密钥空间进行搜索的方式在计算上不可行

古典密码

置换技术
一维倒置：将一整段明文整体倒置
分组倒置：将明文分成固定长度的字符串，每组倒置

字符或字符串的多维变序
二维易位

代换技术（凯撒密码）
单表和多表

维吉尼亚密码
多表密码的特例
二维表：

维吉尼亚密码法的弱点在于它的循环本质

单次钥匙簿密码法
一种无法破解的密码：密码术的圣杯
不曾备用，有两个根本性问题：编造大量的随机性钥匙有实际困难；分送这些钥匙

秘密密钥算法

又称为对称密码算法、传统密码算法

秘密密钥算法分为序列密码/流密码和分组密码

序列密码：逐位加密

• 实时性害，运算速度快，加密、解密易实现
• 密钥分配困难
• 安全强度取决于密钥序列的随机性和不可预测性

分组密码：n bit 长度分组，每一组分别加密
设计思想：扩散、混乱
目标：使得对于不知道密钥的人来说，从明文到密文的映射看起来是随机的，以防止用统计的手段来破译

Hill密码：密文=明文 * 密钥矩阵

分组密码常用技术：s-p 网络（代换、置换网络，多次迭代）

des 简介

过程

F 函数

扩展变换（32 位变为 48 位）：分为 8 个 4 位二进制，每个 4 位前后补一个二进制数，该二进制数为相邻的数

S 盒替换（48 位变为 32 位）：分为 8 个 6 位二进制，每个数分为两个数：前后 1 位组成的数、中间 4 位组成的数，分别作为行列在 S-盒 的二维表中找到对应的 32 位数

P 盒置换（保证上一轮某个 s 盒的输出对下一轮多个 s 盒产生影响）：给出一张含有 32 个数的表，对于某一个位置 i 来说，表示当前位的二进制为原始数 i 位上的二进制数

子密钥生成
先输出一个 64 位的密钥，其中后面每隔 8 位共 8 位作为奇偶校验位，通过含有 56 个数的表置换选择产生一个 56 位的数，该数分为 2 个含有 28 位的数，对于每个数，对于每个数，循环左移 i 位，每一轮迭代都有一个固定的 i，然后再将两个数拼接起来，然后再由一张去掉第 9、18、22、25、35、38、43、54 位的表选择置换，最后生成一个 48 位的密钥

DES 解密
解密算法和加密算法相同，区别在于子密钥使用次序相反

DES 问题讨论及设计准则

问题

• 密钥太小，密钥空间为 $2^{56}$
• 算法的性质：不公开 S 盒的设计准则

S 盒：混合作用
P 盒：扩散作用
函数 F：
非线性，扰乱；SAC 和 BIC

“好的”密码设计具有：雪崩性，完备性，不可预测性

双重 DES：

• 加密：$C=E_{k2}[E_{k1}[M]]$
• 解密：$M=D_{k1}[D_{k2}[C]]$
• 中途攻击可以猜出密钥，时间复杂度：$2^{56}$

三重 DES：

• $C=E_{k3}[D_{k2}[E_{k1}[P]]]$
• $P=D_{k1}[E_{k2}[D_{k3}P]]]$

秘密密钥算法的特点

优点

• 效率高，算法简单，系统开销小
• 适合加密大量数据
• 明文长度与密文长度相等

缺点

• 需要以安全方式进行密钥交换
• 密钥管理复杂

密钥管理的简介

密码系统的安全性取决于密钥的保密性，再考虑密码系统的设计时，需要解决的核心问题是密钥管理

密钥的分配和存储最困难

密钥管理的目的：维护系统中各个实体之间的密钥关系，以抗击各种可能的威胁

密钥类型

• 基本密钥（初始密钥、用户密钥）
• 会话密钥（数据加密密钥）：在一次通信或数据交换中，动态地、仅在需要进行会话数据加密时使用

密钥加密密钥（二级密钥）：加密会话密钥的密钥
主机主密钥：加密 密钥加密密钥 的密钥

在公钥体制下还有公开密钥、秘密密钥、加密密钥、签名密钥之分

密钥管理阶段

• 密钥生成（随机性和不可预测性）
• 密钥使用
• 密钥更新
• 密钥备份
• 密钥恢复
• 密钥存档
• 密钥吊销
• 密钥销毁

密钥存储

• 文件形式
• 加密形式
• 利用确定算法生成密钥
• 存入专门密码装置中（存储型、智能型）
• 多个密钥分量形式存储

密钥的分配

密钥分配的基本方法

• A 通过物理手段发送给 B
• 由第三方发送给 A 和 B
• A 和 B 实现有一密钥，其中一方用已有密钥加密新密钥发送给对方
• 第三方通过保密通道分别发送给 A 和 B

无中心的密钥分配模式

有中心的密钥分配模式

DH 密钥交换算法

单向陷门函数

DH 没有给出真正意义上的公钥密码实例，即没有找出一个真正带陷门的单向函数，但给出了单向函数的实例，并基于此提出 DH 密钥交换算法

算法原理：基于有限域（广泛使用素域）中计算离散对数的困难性问题上

RSA 算法

过程：

• 选取两个大质数 p,q
• 计算乘积 n=p*q
• 计算 n 的欧拉函数 φ(n)=(p-1)*(q-1)
• 选一个与 φ(n) 互质的整数 e，且满足1
• 计算 e 对 φ(n) 取模的逆元 d，即 d*e mod φ(n)=1
• 公钥：PU=(e,n)
• 私钥：PR=(d,n)

加密：$M^{e}modn=C$
解密：$C^{d}modn=M$

RSA 中间人攻击

混合密码系统

对称密码具有密钥配送的问题，而公钥密码处理速度远远低于对称密码且难以抵御中间人攻击

混合密码系统的本质：将消息通过对称密码加密，将加密消息时使用的密钥通过公钥密码来加密

第五章

消息鉴别与数字签名

多种形式的攻击对应的技术：
密码技术：对抗泄密、通信业务量分析
消息鉴别：伪造消息、篡改消息
数字签名：行为抵赖

消息鉴别（消息认证、报文认证、报文鉴别）

鉴别系统的分类

• 基于消息加密的鉴别
• 基于消息鉴别码（MAC）的鉴别
• 基于散列函数的鉴别（基于 MAC 的一种特例）

基于消息加密的鉴别

• 基于对称密码体制的消息加密鉴别（提供鉴别，不提供签名）
• 基于公钥密码体制的消息加密鉴别（提供鉴别）
• 基于公钥加密体制的消息加密鉴别（提供鉴别和加密）

基于 MAC 的鉴别方式

• 只提供消息鉴别，不提供保密性
• 提供消息鉴别和保密性
• • 先生成 MAC，再加密（与明文有关的认证）
• • 先加密，再生成 MAC（与密文有关的认证）

MAC 函数和加密函数的异同：

• MAC 函数和加密函数类似，都需要明文、密钥和算法
• MAC 算法不要求可逆，加密算法必须可逆，鉴别函数比加密函数更不易被攻破
  使用最广泛的 MAC 算法之一：基于 DES 的消息鉴别码

基于散列函数的鉴别方式
Hash 函数不是用密钥，仅仅是输入消息的函数

HMAC：将密钥加到现有的 Hash 函数中

散列函数必须满足一定的安全特性：

• 单向性
• 强对抗碰撞性
• 弱对抗碰撞性

查看文件的 MAD5，SHA1 值：certutil -hashfile filename MD5 或 SHA1

数字签名

数字签名的功能：防抵赖、防篡改、防伪造、放冒充（身份认证）

数字签名的性质：

• 必须能够验证签名者及其签名的日期时间
• 在对消息签名时，必须能够对消息内容进行鉴别（即包含了消息鉴别的功能）
• 签名必须能够由第三方验证，以便解决争议

数字签名方案的组成：系统初始化过程、签名生成过程、签名验证过程

法律 + 基于私钥的签名 = 不可抵赖

基于公钥密码的数字签名
基于仲裁的数字签名

数字签名标准 DSS（签名长度 320 bit）只能用于数字签名，不能用于加密

DSA 算法

数字签名的扩展

• 代理签名
• 群签名（匿名性、可跟踪性）
• 盲签名（匿名性、不可跟踪性，适应于电子选举、数字货币协议中）
• 多重数字签名：分为有序多重数字签名和广播多重数字签名
• 不可否认签名（否认协议）
• 门限的数字签名

生日悖论和生日攻击

第六章

防火墙技术

网络安全的构成：物理安全性、通信网络安全性、系统安全性、用户访问安全性、数据安全性、数据保密性

安全的分层结构及主要技术

• 数据安全层：加密
• 应用加密层：访问控制、授权
• 用户安全层：用户/组管理、单机登录、身份认证
• 系统安全层：反病毒、风险评估、入侵检测、审计分析
• 网络安全层：防火墙、安全的通信协议、VPN
• 物理安全层：存储备份

防火墙的设计目标

• 内部和外部之间的所有网络数据流必须经过防火墙
• 只有符合安全政策的数据流才能通过防火墙
• 抗攻击

防火墙=硬件+软件+控制策略

防火墙系统四要素：安全策略、内部网、外部网、技术手段

防火墙的控制能力：服务控制、方向控制、用户控制、行为控制

防火墙的作用：隔断、过滤、代理，更详细的：

• 审计
• 报警
• NAT
• 计费
• VPN（IPSec）

防火墙的好处

• 强化安全策略
• 有效记录 Internet 上的活动
• 隔离不同网络，限制安全问题扩散
• 是一个安全策略的检查站

防火墙的不足

• 使用不便，有些人认为给人虚假的安全感
• 对用户不完全透明，可能带来传输延迟瓶颈及单点失效
• 不能替代墙内的安全措施

防火墙的争议

• 破坏了 Internet 端到端的特性，阻碍了新的应用的发展
• 没有解决主要的安全问题，及网内的安全问题
• 给人一种误解，降低了人们对主机安全的意识

防火墙的类型

包过滤路由器：在网络层对数据包进行选择
优点：

• 实现简单
• 对用户透明
• 一个包过滤路由器即可保护整个网络

缺点：

• 正确制定规则并不容易
• 不能引入认证机制
• 只通过简单的规则控制数据流的进出，没考虑高层的上下文信息

应用层网关：在应用层建立协议过滤和转发功能
特点：

• 所有的链接都通过防火墙，防火墙作为网关
• 在应用层上实现，网管理解应用协议，可以实施更细粒度的访问控制
• 可以监视包的内容
• 可以实现基于用户的认证
• 可以提供理想的日志功能
• 对每一类应用，都需要一个专门的代理，不够灵活
• 非常安全，但开销比较大

优点：

• 允许用户“直接”访问 Internet
• 易于记录日志

缺点：

• 新的服务不能及时被代理
• 每个被代理的服务都要求专门的代理软件
• 客户软件需要修改，重新编译或配置
• 有些服务要求建立直接连接，无法使用代理（聊天服务，即时消息服务）
• 代理服务不能避免协议本身的缺陷或限制

电路层网关：通用代理服务器，工作在 TCP/IP 协议的 TCP 层，建立两个 TCP 连接：主机与防火墙、防火墙和外主机

特点：

• 拓扑结构同应用层网关相同
• 接收客户端连接请求，代理客户端完成网络连接
• 在客户和服务器间中转数据
• 通用性强

优点：

• 效率高
• 精细控制，可以在应用层上授权
• 为一般的应用提供了一个框架

缺点：

• 客户程序需要修改

个人防火墙（通常具有学习模式）
分布式防火墙（打破传统防护墙的物理拓扑结构，不单纯依靠物理位置划分内外；有安全策略划分内外）

防火墙的配置模式

防火墙默认安全策略

• 没有明确禁止的行为都是允许的
• 没有明确允许的行为都是禁止的

防火墙经典体系结构

• 双宿/多宿主机模式：主机的路由功能被禁止。两个网络之间的通信通过应用层代理服务来完成。一旦堡垒主机被侵入并拥有路由功能，则防火墙无用
• 屏蔽主机模式：堡垒主机（可以充当应用层网关和电路级网关）+包过滤路由器，实现了网络层和应用层安全。包过滤路由器配置正确是关键
• 屏蔽子网模式：目前较为流行，两个包过滤路由器+一个堡垒主机。内外网之间建立一个被隔离的子网（“非军事区”，堡垒主机在其中）。内外网均可访问屏蔽子网，但禁止穿过通信。

入侵检测系统概述

传统的安全技术采用严格的访问控制和数据加密策略来防护，但

• 复杂系统中，策略不充分
• 以减慢交易为代价
• 被动防护
• 如今要求主动检测、发现和排除安全隐患

入侵检测系统（IDS）定义
功能：监控计算机系统或网络系统中发生的事件，根据规则进行安全审计

入侵检测的任务：作为传统安全工具的有效补充，检测来自内部的攻击事件和越权访问

IDS 分类
按照数据来源

• 基于主机（HIDS）
• 基于网络（NIDS）

按照系统各模块的运行方式

• 集中式
• 分布式

按照时效性

• 脱机分析
• 联机分析

IDS 的三个功能部件（IDS 基本结构）：信息收集、信息分析、结果处理

IDS 的组成

• 检测引擎
• 控制中心

检测引擎的部署位置

• 边界防火墙之内
• 边界防火墙之外
• 主要的网络中枢
• 在一些安全级别需求高的子网

IDS 工作原理

入侵检测引擎工作流程

• 监听部分
• 协议分析
• 数据分析
• 引擎管理

入侵检测的分析方式：异常检测（统计分析方法）、误用检测（模式匹配方法）、完整性分析（批处理方式实现，不用于实时响应）

入侵检测具体方法：

• 基于统计方法
• 基于神经网络
• 基于专家系统
• 基于模型推理
• 基于免疫原理
• 基于遗传算法
• 基于代理检测
• 基于数据挖掘

入侵检测响应机制

• 弹出窗口报警
• E-mail 通知
• 切断 TCP 连接
• 执行自定义程序
• 与其他安全产品交互

入侵检测标准化

IDS 标准化要求：IDS 能够与访问控制、应急、入侵追踪等系统交换信息，相互协作，形成一个整体有效的安全保障系统

CIDF 是一套规范，定义了 IDS 表达监测信息的标准语言以及 IDS 组件之间的通信协议，其主要作用：集成各个 IDS 使之协同工作，实现各 IDS 之间的组件重用，CIDF 也是构建分布式 IDS 的基础

CIDF 规格文档

• 体系结构
• 规范语言
• 内部通讯
• 程序接口

CIDF 体系结构

第七章

认证概念及认证人身份

身份认证是整个信息安全体系的基础
防火墙、入侵检测、VPN、安全网关等安全技术建立在身份认证之上

身份认证的分类

• 用户与主机之间，认证人的身份（单机状态）
• 主机与主机之间，通信的初始认证握手（网络环境）

认证人的身份方式比较：

安全握手协议的基本思想

通信安全都要求有初始认证握手的要求

单向认证不是完善的安全措施，可以非常容易地冒充验证方，以欺骗被验证方

原始的单向认证技术
基于密码技术的单向认证（基于“挑战-响应”方式）
基于共享秘密的单向认证技术
基于公钥体制的单向认证技术

基于共享秘密的双向认证（基于“挑战-响应”方式）
基于公钥技术的双向认证（基于“挑战-响应”方式）

使用 KDC 的认证

Kerberos 认证协议

Kerberos 认证服务：一种基于对称密钥、再网络上实施身份认证的服务

Kerberos 特征：安全性、可靠性、透明性、可伸缩性

主密钥：每个实体（使用 Kerberos 的用户和资源）和 KDC 之间共享的一个秘密密钥

TGT（门票分发门票）的作用：申请访问远程服务或资源的信息

域：网络上的实体被划分成不同的域

不同域的 KDC 拥有不同的 KDC 主密钥以及不同的数据库

域间认证

Kerberos v4 缺陷：

• 依赖性（IP 协议和时间）
• 门票有效期短
• 邻域间的鉴别、管理困难
• 非标准的 DES 加密，易受攻击
• 未对用户口令进行额外保护，易受攻击

Kerberos v5 的改进：

• 支持任何加密技术
• 除 IP 协议以外，还支持其他通信协议
• 门票有效期：任意长度
• 具有鉴别转发能力
• 更有效的方法来解决域间认证问题
• 提供一种预鉴别机制，使得口令攻击更困难

PKI 技术

PKI 定义：基于公钥概念和技术实现的、具有通用性的安全基础设施

主要任务：在开放环境中为开放性业务提供公钥加密和数字签名服务

PKI 的主要目的：通过自动管理密钥和证书，为用户建立一个安全、可信的网络运行环境，使用户可以在多种应用环境下方便的使用加密和数字签名技术，在互联网上验证用户身份，从而保证了互联网上所传输信息的真实性、完整性、机密性和不可否认性

KPI 是目前为止既能实现用户身份认证，又能保证互联网上所传输数据安全的唯一技术

PKI 的优势：节省费用、透明性和易用性、可扩展性、支持多平台、互操作性、多用性

数字证书的安全性依赖于 CA 的私钥

PKI 的主要组件：证书授权中心、证书库、密钥备份及恢复系统、证书撤销处理系统、PKI 应用接口系统

CA

CA 承担公钥体系中公钥的合法性检验的责任。核心功能是发放和管理数字证书

数字证书的作用：证明证书中列出的用户合法拥有证书中列出的公开密钥

CA组成：签名和加密服务器、密钥管理服务器、证书管理服务器、证书发布和 CRL 发布服务器、在线证书状态查询服务器、Web 服务器

CA 核心功能

• 接受验证最终用户数字证书的申请
• 确定是否接受最终用户数字证书的申请（证书审批）
• 向申请者颁发、拒绝颁发数字证书（证书发放）
• 接受、处理最终用户的数字证书更新请求（证书更新）
• 接受最终用户数字证书的查询、撤销
• 产生和发布证书注销列表（CRL）
• 数字证书的归档
• 密钥归档
• 历史数据归档

PKI 信任模型

PKI 的关键：实现对公钥密码体制中公钥的管理

PKI 信任模型

• 层次模型
• 交叉模型
• 混合模型
• 桥 CA 模型
• 信任链模型

CA 得主要职责：证书颁发、证书废除、证书和 CRL 得公布、证书状态的在线查询（OCSP）、证书认证

IPSec

IPsec：不是一个单独的协议，而是一组开放协议的总称。包括：网络安全协议（AH、ESP）、密钥管理协议 IKE、认证和加密算法

IPsec 提供的服务：

• 访问控制
• 数据完整性
• 数据源鉴别
• 重放攻击保护
• 数据保密性
• 密钥管理
• 有限通信流保密性

IPSec 协议的实现：OS 集成、嵌入到现有协议栈

IPsec 的工作模式
传输模式：保护 IP 的上层协议
隧道模式：保护整个 IP 分组

AH 协议

• 为 IP 包提供数据完整性和鉴别功能
• 利用 MAC 码实现鉴别，双方必须共享一个密钥
• 鉴别算法由 SA 指定（鉴别模式：传输模式、隧道模式）

AH 提供的服务：无连接的完整性、不提供保密性、可选的抗重放攻击服务、数据源认证

AH 协议的鉴别范围：IPv4

安全关联 SA 是 IP 认证和保密机制中最关键的概念，是发送者和接收者两个 IPSec 系统间一个简单的单项逻辑连接，是一组与网络连接相关联的安全信息参数集合，用于实现安全策略

如果需要一个对等关系，即双向安全交换，则需要两个 SA

SA 的三个参数：安全参数索引 SPI、目标地址 IP、安全协议标识（AH/ESP）