信息安全与技术

网络信息安全与防护

黄何丽

（数学与计算机科学学院 计科本101班 1004402118）

摘要：随着计算机信息技术的迅猛发展，计算机网络已经越发成为农业、工业、第三产业和国防工业的重要信息交换媒介，并且渗透到社会生活的各个角落。互连网的开放性和匿名性给计算机黑客、病毒等提供契机，利用起网络来犯罪，严重威胁网络信息的安全。因此，认清网络的脆弱性和潜在威胁的严重性，采取强有力安全策略势在必行。计算机网络安全工作是一项长期而艰巨的任务，它应该贯彻于整个信息网络的筹划、组成、测试的全过程。本文结合实际情况，分析网络安全问题并提出相应对策。

关键词：网络信息安全；网络威胁；防火墙

随着计算机技术的迅速发展，在计算机上完成的工作已由基于单机的文件处理、自动化办公，发展到今天的企业内部网、企业外部网和国际互联网的世界范围内的信息共享和业务处理，也就是我们常说的局域网、城域网和广域网。计算机网络的应用领域已从传统的小型业务系统逐渐向大型业务系统扩展。计算机网络在为人们提供便利、带来效益的同时，也使人类面临着信息安全的巨大挑战。

组织和单位的计算机网络是黑客攻击的主要目标。如果黑客组织能攻破组织及单位的计算机网络防御系统，他就有访问成千上万计算机的可能性。网络安全所包含的范围很广：我们日常上网时碰到的邮件病毒，qq密码被盗，大一点的比如一个企业或政府的网站被黑，数据内容被篡改，更大的乃至一个国家的国防，军事信息泄漏，被截获。所有这些都属于网络安全所研究讨论的范畴。

1.网络信息安全概述

信息安全是指为建立信息处理系统而采取的技术上和管理上的安全保护，以实现电子信息的保密性、完整性、可用性和可控性。当今信息时代，计算机网络已经成为一种不可缺少的信息交换工具。然而，由于计算机网络具有开放性、互联性、连接方式的多样性及终端分布的不均匀性，再加上本身存在的技术弱点和人为的疏忽，致使网络易受计算机病毒、黑客或恶意软件的侵害。面对侵袭网络安全的种种威胁，必须考虑信息的安全这个至关重要的问题。

网络信息安全分为网络安全和信息安全两个层面。网络安全包括系统安全，即硬件平台、操作系统、应用软件；运行服务安全，即保证服务的连续性、高效率。信息安全则主要是指数据安全，包括数据加密、备份、程序等。

1.1 网络信息安全的内容

1）硬件安全。即网络硬件和存储媒体的安全。要保护这些硬设施不受损害，能够正常工作。

2）软件安全。即计算机及其网络中各种软件不被篡改或破坏，不被非法操作或误操作，功能不会失效。不被非法复制。

3）运行服务安全。即网络中的各个信息系统能够正常运行并能正常地通过网络交流信息。通过对网络系统中的各种设备运行状况的监测，发现不安全因素能及时报警并采取措施改变不安全状态，保障网络系统正常运行。

4）数据安全。即网络中存储及流通数据的安全。要保护网络中的数据不被篡改、非法增删、复制、解密、显示、使用等。它是保障网络安全最根本的目的。

1.2 网络信息安全的目标

1）保密性。保密性是指信息不泄露给非授权人，或供其使用的特性。

2）完整性。完整性是指信息未经授权不能被修改、不被破坏、不被插入、不迟延、不乱序和不丢失的特性。对网络信息安全进行攻击的最终目的就是破坏信息的完整性。

3）可用性。可用性是指合法用户访问并能按要求顺序使用信息的特性，即保证合法用户在需要时可以访问到信息。

4）可控性。可控性是指授权机构对信息的内容及传播具有控制的能力的特性，可以控制授权范围内的信息流向以及方式。

5）可审查性。在信息交流过程结束后，通信双方不能抵赖曾经做出的行为，也不能否认曾经接收到对方的信息。

2 网络信息安全常用技术

通常保障网络信息安全的方法有两大类：以“防火墙”技术为代表的被动防卫型和建立在数据加密、用户授权确认机制上的开放型网络安全保障技术。

2.1 防火墙技术

“防火墙”（Firewall）安全保障技术主要是为了保护与互联网相连的企业内部网络或单独节点。它具有简单实用的特点，并且透明度高,可以在不修改原有网络应用系统的情况下达到一定的安全要求。防火墙一方面通过检查、分析、过滤从内部网流出的IP包，尽可能地对外部网络屏蔽被保护网络或节点的信息、结构，另一方面对内屏蔽外部某些危险地址，实现对内部网络的保护。

实现防火墙的技术包括四大类：网络级防火墙（也叫包过滤型防火墙）、应用级网关、电路级网关和规则检查防火墙。

1) 网络级防火墙

一般是基于源地址和目的地址、应用或协议以及每个IP包的端口来作出通过与否的判断。一个路由器便是一个“传统”的网络级防火墙，大多数的路由器都能通过检查这些信息来决定是否将所收到的包转发，但它不能判断出一个IP包来自何方，去向何处。

先进的网络级防火墙可以判断这一点，它可以提供内部信息以说明所通过的连接状态和 一些数据流的内容，把判断的信息同规则表进行比较，在规则表中定义了各种规则来表明是

否同意或拒绝包的通过。包过滤防火墙检查每一条规则直至发现包中的信息与某规则相符。如果没有一条规则能符合，防火墙就会使用默认规则，一般情况下，默认规则就是要求防火墙丢弃该包。其次，通过定义基于TCP或UDP数据包的端口号，防火墙能够判断是否允许建立特定的连接，如Telnet、FTP连接。

2) 应用级网关

应用级网关能够检查进出的数据包，通过网关复制传递数据，防止在受信任服务器和客户机与不受信任的主机间直接建立联系。应用级网关能够理解应用层上的协议，能够做复杂一些的访问控制，并做精细的注册和稽核。但每一种协议需要相应的代理软件，使用时工作量大，效率不如网络级防火墙。

应用级网关有较好的访问控制，是目前最安全的防火墙技术，但实现困难，而且有的应用级网关缺乏“透明度”。在实际使用中，用户在受信任的网络上通过防火墙访问Internet时， 经常会发现存在延迟并且必须进行多次登录(Login)才能访问Internet或Intranet。

3) 电路级网关

电路级网关用来监控受信任的客户或服务器与不受信任的主机间的TCP握手信息,这样来决定该会话(Session)是否合法,电路级网关是在OSI模型中会话层上来过滤数据包,这样比包过滤防火墙要高二层。

实际上电路级网关并非作为一个独立的产品存在，它与其他的应用级网关结合在一起， 如TrustInformationSystems公司的GauntletInternetFirewall；DEC公司的AltaVistaFirewall等产品。另外，电路级网关还提供一个重要的安全功能：代理服务器（ProxyServer） ，代理服务器是个防火墙，在其上运行一个叫做“地址转移”的进程，来将所有你公司内部的IP地址映射到一个“安全”的IP地址，这个地址是由防火墙使用的。但是，作为电路级网关也存在着一些缺陷，因为该网关是在会话层工作的，它就无法检查应用层级的数据包。

4) 规则检查防火墙

该防火墙结合了包过滤防火墙、电路级网关和应用级网关的特点。它同包过滤防火墙一样， 规则检查防火墙能够在OSI网络层上通过IP地址和端口号，过滤进出的数据包。它也象电路级网关一样，能够检查SYN和ACK标记和序列数字是否逻辑有序。当然它也象应用级网关一样，可以在OSI应用层上检查数据包的内容，查看这些内容是否能符合公司网络的安全规则。

2.2 数据加密与用户授权访问控制技术

与防火墙相比，数据加密与用户授权访问控制技术比较灵活，更加适用于开放的网络。用户授权访问控制主要用于对静态信息的保护，需要系统级别的支持，一般在操作系统中实现。

数据加密主要用于对动态信息的保护。对动态数据的攻击分为主动攻击和被动攻击。对

于主动攻击，虽无法避免，但却可以有效地检测;而对于被动攻击，虽无法检测，但却可以避免，实现这一切的基础就是数据加密。数据加密实质上是对以符号为基础的数据进行移位和置换的变换算法，这种变换是受“密钥”控制的。在传统的加密算法中，加密密钥与解密密钥是相同的，或者可以由其中一个推知另一个，称为“对称密钥算法”。这样的密钥必须秘密保管，只能为授权用户所知，授权用户既可以用该密钥加密信急，也可以用该密钥解密信息，DES是对称加密算法中最具代表性的算法。如果加密/解密过程各有不相干的密钥，构成加密/解密的密钥对，则称这种加密算法为“非对称加密算法”或称为“公钥加密算法”，相应的加密/解密密钥分别称为“公钥”和“私钥”。在公钥加密算法中，公钥是公开的，任何人可以用公钥加密信息，再将密文发送给私钥拥有者。私钥是保密的，用于解密其接收的 公钥加密过的信息。典型的公钥加密算法如RSA是目前使用比较广泛的加密算法。

2.3 入侵检测技术

入侵检测系统(Intrusion Detection System简称IDS)是从多种计算机系统及网络系统中收集信息，再通过这此信息分析入侵特征的网络安全系统。IDS被认为是防火墙之后的第二道安全闸门，它能使在入侵攻击对系统发生危害前，检测到入侵攻击，并利用报警与防护系统驱逐入侵攻击。在入侵攻击过程中，能减少入侵攻击所造成的损失;在被入侵攻击后，收集入侵攻击的相关信息，作为防范系统的知识，添加入策略集中，增强系统的防范能力，避免系统再次受到同类型的入侵。入侵检测的作用包括威慑、检测、响应、损失情况评估、攻击预测和起诉支持。入侵检测技术是为保证计算机系统的安全而设计与配置的一种能够及时发现并报告系统中未授权或异常现象的技术，是一种用于检测计算机网络中违反安全策略行为的技术。

2.4 防病毒技术

随着计算机技术的不断发展，计算机病毒变得越来越复杂和高级，对计算机信息系统构成极大的威胁。在病毒防范中普遍使用的防病毒软件，从功能上可以分为网络防病毒软件和单机防病毒软件两大类。单机防病毒软件一般安装在单台PC上，即对本地和本地工作站连接的远程资源采用分析扫描的方式检测、清除病毒。网络防病毒软件则主要注重网络防病毒，一旦病毒入侵网络或者从网络向其它资源传染，网络防病毒软件会立刻检测到并加以删除。

2.5 安全管理队伍的建设

在计算机网络系统中，绝对的安全是不存在的，制定健全的安全管理体制是计算机网络安全的重要保证，只有通过网络管理人员与使用人员的共同努力，运用一切可以使用的工具和技术，尽一切可能去控制、减小一切非法的行为，尽可能地把不安全的因素降到最低。同时，要不断地加强计算机信息网络的安全规范化管理力度，大力加强安全技术建设，强化使用人员和管理人员的安全防范意识。网络内使用的IP地址作为一种资源以前一直为某些管理人员所忽略，为了更好地进行安全管理工作，应该对本网内的IP地址资源统一管理、统一分配。对于盗用IP资源的用户必须依据管理制度严肃处理。只有共同努力，才能使计算

机网络的安全可靠得到保障，从而使广大网络用户的利益得到保障。

3 对网络信息安全的前景的展望

随着网络的发展，技术的进步，网络安全面临的挑战也在增大。一方面，对网络的攻击方式层出不穷，攻击方式的增加意味着对网络威胁的增大；随着硬件技术和并行技术的发展，计算机的计算能力迅速提高。另一方面，网络应用范围的不断扩大，使人们对网络依赖的程度增大，对网络的破坏造成的损失和混乱会比以往任何时候都大。这些网络信息安全保护提出了更高的要求，也使网络信息安全学科的地位越显得重要，网络信息安全必然随着网络应用的发展而不断发展。

参考文献：

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