一计算机与网络安全的概念

1.1 计算机安全的概念

1.1.1 计算机安全最核心的三个关键目标(CIA)：

• 保密性(Confidentiality)--①数据保密性（确保隐私或秘密不向非授权者泄密或使用）；
  ②隐私性（确保个人能够控制或确定其自身相关的信息）。

  
  



• 完整性(Integrity)--①数据完整性（确保信息只能以特定和授权的方式进行改变）；
  ②系统完整性（确保系统以正常方式来执行预定的功能，避免非授权操纵。）

  
  



• 可用性(Availability)--确保系统工作迅速，对授权用户不能拒绝服务

  额外两个：

  
  
  
  

  • 真实性(Authenticity)--验证用户正确，系统的输入均来自可信任的信源

    

  
  

  • 可追溯性(Accountability)--实体的行为可以唯一追溯到该实体

    

  
  
  
  

1.2 OSI安全架构

1.2.1 OSI安全架构关注的问题

• 安全攻击--任何危及系统安全的行为


• 安全机制--用来检测、阻止攻击 或 从攻击状态恢复到正常状态的过程


• 安全服务--加强数据处理系统和信息传输的安全性的一种处理过程或通 信服务，目的用一种或多种安全机制进行反击。

1.3安全攻击

1.3.1被动攻击

? ① 对传输进行窃听和监测，获取传输的信息

? ② 流量分析：对信息进行了恰当的加密保护，攻击者仍具有可能获取这些消息的一些模式。如可以确定主机的身份和位置，传输消息的频率和长度

? 被动攻击不涉及对数据的更改，通常可以使用加密的方法阻止攻击。预防而非检测

1.3.2主动攻击--对数据流进行修改或伪造数据流

? ① 伪装：某实体假装成其他实体。例如获取认证信息，在认证信息完成合法验证后进行重放，无权限的实体就可冒充获得额外的权限。

? ② 重放：攻击者未经授权将截获的信息再次发送

? ③ 消息修改：未经授权地修改合法消息的一部分，或延迟消息的传输，或改变消息的顺序

? ④ 拒绝服务：阻止对设施的正常使用或管理，针对具体的目标。例如，某实体可能会查禁所有发向某目的地的消息。另一种形式为破坏整个网络，或使网络失效，或使网络过载以降低性能

? 由于物理通信设备、软件、网络自身潜在弱点的多样性，主动攻击难以绝对预防，重点在于检测并从攻击造成的破坏或延迟中恢复过来

1.4 安全服务

• 认证 ① 对等实体认证；② 数据源认证


• 访问控制


• 数据保密性


• 数据完整性


• 不可否认性

1.5 安全机制

1.5.1 特定安全机制

• 加密：运用算法将数据转换成不可知的形式


• 数字签名：附加于数据单元之后的一种数据，对数据单元的密码表换，以使得接收方证明数据源和完整性，防止伪造


• 访问控制


• 数据完整性


• 认证交换：通过信息交换来保证实体身份的各种机制


• 流量填充：在数据流空隙中插入若干位以阻止流量分析


• 路由控制：为某些数据选择特殊的物理上安全的线路，允许路由变化


• 公证：利用可信的第三方来保证数据交换的某些性质

1.5.2 普遍的安全机制

• 可信功能：据某些标准被认为是正确的功能


• 安全标签：资源（数据单元）的标志，命名或指定该资源的安全属性


• 事件检测：检测与安全相关的事件


• 安全审计跟踪：收集安全审计数据，他是对系统记录和行为的独立回顾与核查


• 安全恢复：处理来自安全机制的请求，如事件处理，管理功能和采取恢复行为

1.6 基本安全设计准则

• 机制的经济性（Economy of mechanism）


• 故障安全默认（Fail-safe defaults）


• 完整的监察（Complete mediation）


• 开放的设计（Open design）


• 权限分离（Separation of privilege）


• 最小权限（Least privilege）


• 最小共同机制（Least common mechanism）


• 心理接受度（Psychological acceptability）


• 隔离（Isolation）


• 密封（Encapsulation）


• 模块化（Modularity）


• 分层（Layering）


• 最小意外（Least astonishment）

1.7 攻击面与攻击树

1.7.1 攻击面（由系统中一系列可访问且可利用的漏洞组成）

? 常见的攻击面的例子：

• 向外部Web和其他服务器开放的端口，以及监听这些端口的代码


• 防火墙内部可用的服务


• 处理传入的数据，E-mail, Xml, Office 和企业特定的自定义数据交换格式的代码


• 接口、SQL和Web表单


• 易受社会工程攻击的可访问敏感信息的员工

? 攻击面的种类：

• 网络攻击面：网络协议的漏洞，如用来拒绝服务攻击、中断通信链路、各种形式的入侵攻击的漏洞


• 软件攻击面：涉及应用程序、工具包、操作系统代码。重点 Web服务器软件


• 人类攻击面：系统人员，外部人员，如社会工程学、人为错误和被信赖的内部人员

1.7.2 攻击树（采用分支化、层次化表示来利用安全漏洞的可能技术集合的数据结构）

? 使用攻击树的动机是为了更有效地利用关于攻击模式的可用信息

图1.4为网上银行认证程序的攻击树例子。树的根节点是攻击者的目标--攻击用户的账户。阴影框是树的叶子节点，代表组成攻击的事件。在这棵攻击树中，除叶子节点外的节点都是‘或节点’。

生成此树的攻击分析考虑了认证中涉及的三个部分：

• 用户终端和用户(UT/U) 这些攻击针对用户设备，包括涉及的令牌，如智能卡或其他密码生成器，以及用户操作


• 通信信道(CC) 着重于攻击通信链路


• 网上银行服务器(IBS) 对托管网上银行应用程序的服务器的离线攻击

五种攻击策略：

• 攻击用户凭据


• 命令注入


• 用户凭据猜测


• 安全策略违规


• 利用已被认证的会话

1.8 网络安全模型

双方信息通过路由从源地址到目的地址，并协作使用通信协议（TCP/IP），从而建立起一个逻辑信息通道。

所有提供安全的技术包括以下两部分：

• 对发送信息的安全变换。

  
  



• 被两个主体共享且不被攻击者知道的一些机密信息。

  
  

为实现安全传输，需要有可信的第三方。如第三方负责将秘密信息分配给通信双方，而对攻击者保密，或当通信双方关于信息传输的真实性发生争执，由第三方仲裁。

安全服务应该包括：

• 设计一个算法，执行与安全相关的变换，无法被攻击者攻破


• 产生算法所使用的秘密信息


• 设计分配和共享秘密信息的方法


• 指明通信双方使用的协议，实现安全服务

1.9 标准

• NIST


• ISOC


• ITU-T


• ISO