本書從信息安全基礎(chǔ)理論入手，按照網(wǎng)絡空間安全大類的基本知識點由淺入深地介紹了信息安全的基礎(chǔ)理論、原理和技術(shù)。本書分為12章，內(nèi)容包括密碼學的基本概念、原理和技術(shù)，系統(tǒng)地介紹了網(wǎng)絡安全技術(shù)的基礎(chǔ)知識體系，涵蓋了網(wǎng)絡安全攻擊與防御等方面的內(nèi)容（前一部分是以理論知識為主，后一部分是以實踐為主），每一章附有課后習題。本書內(nèi)容翔實，可以作為信息安全、計算機、信息管理及其他相關(guān)專業(yè)的教學用書或教學參考資料，也可以作為從事信息技術(shù)應用工程人員的參考用書。
本書以理論知識為基礎(chǔ)；突出通用性和實用性也兼具前沿性；本書采用以理論基礎(chǔ)、原理技術(shù)為主線，同時以應用實踐為副線的撰寫方式，以行業(yè)視角下的信息安全知識體系為依據(jù)，使讀者對信息安全的知識內(nèi)容有全面的了解，同時，結(jié)合當前的大數(shù)據(jù)、云計算物聯(lián)網(wǎng)等熱點領(lǐng)域面臨的安全問題作了相應的介紹。注重培養(yǎng)學生的應用能力，強調(diào)知識、能力與素質(zhì)的綜合訓練。凝結(jié)了一線教師豐富的教學經(jīng)驗和教學研究成果，在教學內(nèi)容和方法上做出不斷的嘗試和創(chuàng)新。在第一版的基礎(chǔ)上增加了實驗部分的內(nèi)容，除此之外，對第一版中一些描述不夠嚴謹?shù)募毠?jié)進行了修正。
第二版前言第二版前言《信息安全原理與技術(shù)》第一版問世已有3年時間，在第一版的使用過程中發(fā)現(xiàn)了一些問題，再版的一個原因是對這些問題進行修正，另一個原因是隨著信息安全基礎(chǔ)理論研究的深化，在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，網(wǎng)絡與信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)性、全局性作用不斷增強，全社會對信息安全的關(guān)注度越來越高。目前，世界各國都積極開展信息安全的研究和教育。在歐美，信息安全的教育已大為普及，美國的多所大學為政府和軍事部門培養(yǎng)了大批專業(yè)的信息安全人才。我們國家也迫切需要高素質(zhì)、有實戰(zhàn)能力的具備扎實基礎(chǔ)的信息安全專業(yè)人才。我們根據(jù)自己多年的教學經(jīng)驗和實踐，參考諸多著作，結(jié)合信息安全的基礎(chǔ)理論，形成了本書。本書在編寫過程中，注重知識性、系統(tǒng)性、連貫性，注重理順各知識點之間的內(nèi)在聯(lián)系，將本書定位于偏向于信息安全與網(wǎng)絡安全的理論與技術(shù)相結(jié)合的教材，介紹了各種網(wǎng)絡與系統(tǒng)攻擊的原理以及防范措施，并介紹了相關(guān)工具的使用，以幫助學習者運用所學的知識優(yōu)化網(wǎng)絡與信息系統(tǒng)。本書內(nèi)容既涵蓋信息安全的理論基礎(chǔ)知識，又包括信息安全的實用技術(shù)和*新發(fā)展趨勢。講用結(jié)合，按照從一般到特殊的原則，每章在介紹相關(guān)理論基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，還結(jié)合科研實踐，對相關(guān)領(lǐng)域進行深入探討。本書各章的主要內(nèi)容如下：第1章簡要介紹了信息安全的研究內(nèi)容，并對信息安全的知識體系結(jié)構(gòu)進行了詳細描述；第2章主要介紹密碼學概論，是信息安全的核心內(nèi)容之一，全面講授了對稱密鑰體制和非對稱密鑰體制，對密碼學的分類、密碼學的工作原理進行了詳細介紹，介紹了一些安全理論和密碼破譯的方法；第3章主要介紹對稱密碼體制；第4章主要介紹非對稱密碼體制；第5章主要介紹消息認證和散列函數(shù)；第6章主要介紹身份認證和訪問控制；第7章主要介紹網(wǎng)絡攻擊相關(guān)原理、技術(shù)及工具，主要供學生在網(wǎng)絡安全攻擊實踐時使用，以便學生熟悉和掌握信息系統(tǒng)安全防御的技術(shù)與方法；第8章主要介紹入侵檢測系統(tǒng)的類型與技術(shù)，以及入侵檢測技術(shù)的實施和發(fā)展方向；第9章主要介紹防火墻的概念、作用、技術(shù)和體系結(jié)構(gòu)；第10章主要介紹網(wǎng)絡安全協(xié)議，圍繞TLS和IPSec這兩個應用*為廣泛的網(wǎng)絡安全協(xié)議進行了深入討論；第11章介紹了大數(shù)據(jù)背景下的云計算安全和物聯(lián)網(wǎng)安全等；第12章是實踐部分，介紹常見的信息安全實驗。參考文獻和附件可為讀者作進一步的深入研究提供支持和幫助。本書在編寫過程中，得到了張碩老師等的幫助，在此對他們表示衷心的感謝。編者2022年12月
蔡芳，中共黨員，碩士研究生學歷，信息科學與工程學院計算機系專職教師，2008年8月至今在武昌首義學院（原華中科技大學武昌分校）任教，其中2010年12月獲得講師（中級）職稱，2019年12月獲得副教授（高級）職稱，在教育崗位辛勤耕耘十余載，目前主要從事計算機網(wǎng)絡技術(shù)、信息安全、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等方面的教學與研究工作，主持校級重點教科研項目1項，參與教科研項目數(shù)項，入職以來公開發(fā)表學術(shù)論文多篇，主編參編教材2本。多次指導學生參加藍橋杯全國軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽，在省賽和全國總決賽中獲得優(yōu)異的成績。
第1章概述(1)
1.1信息安全的概念(1)
1.2信息安全學科內(nèi)容(2)
1.2.1信息安全基礎(chǔ)理論(2)
1.2.2信息安全技術(shù)(4)
1.2.3信息安全管理(7)
1.3信息安全體系結(jié)構(gòu)(8)
1.4信息安全的重要性與面臨的威脅(9)
1.4.1信息安全的重要性(9)
1.4.2信息安全面臨的威脅(10)
1.5可信計算機系統(tǒng)評價準則(12)
習題1(14)
第2章密碼學概述(16)
2.1密碼技術(shù)發(fā)展簡介(16)
2.1.1古典密碼時期(16)
2.1.2近代密碼時期(16)
2.1.3現(xiàn)代密碼時期(16)
2.2密碼學基礎(chǔ)(17)
2.2.1密碼學的基本概念(18)
2.2.2密碼系統(tǒng)的概念(18)
2.2.3密碼體制的分類(19)
2.2.4密碼分析(21)
2.2.5密碼體制的安全性(23)
2.2.6密鑰管理學(24)
2.3經(jīng)典密碼學(26)
2.3.1單表替代密碼(27)
2.3.2多表替代密碼(28)
2.3.3多字母代換密碼(30)
2.3.4Hill密碼的分析(32)
習題2(33)
第3章對稱密碼體制(35)
3.1分組密碼(35)
3.1.1分組密碼結(jié)構(gòu)(36)
3.1.2數(shù)據(jù)加密標準DES(39)
3.1.3DES的變形(48)
3.1.4高級加密標準AES(50)
3.2流密碼(54)
3.2.1流密碼的原理(55)
3.2.2密鑰流生成器(56)
3.2.3RC4算法(60)
3.3分組密碼的工作模式(61)
3.3.1ECB模式(62)
3.3.2CBC模式(63)
3.3.3CFB模式(64)
3.3.4OFB模式(66)
習題3(67)
第4章非對稱密碼體制(69)
4.1公鑰密碼體制簡介(69)
4.1.1公鑰密碼體制的設計原理(69)
4.1.2公鑰密碼分析(70)
4.2RSA算法(71)
4.2.1RSA算法描述(71)
4.2.2關(guān)于RSA算法中的思考(71)
4.2.3RSA的安全性(73)
4.3橢圓曲線密碼算法(74)
4.3.1實數(shù)域上的橢圓曲線(74)
4.3.2有限域上的橢圓曲線(76)
4.3.3橢圓曲線密碼算法(77)
4.4ElGamal公鑰密碼體制(79)
4.4.1算法描述(79)
4.4.2ElGamal算法的安全性(80)
習題4(81)
第5章消息認證和散列函數(shù)(82)
5.1消息認證(82)
5.1.1加密認證(82)
5.1.2消息認證碼(84)
5.2安全散列函數(shù)(86)
5.2.1散列函數(shù)的性質(zhì)(86)
5.2.2散列函數(shù)的一般結(jié)構(gòu)(87)
5.2.3生日攻擊(87)
5.2.4SHA1安全散列算法(90)
5.2.5SHA1與MD5和RIPEMD160的比較(94)
5.3數(shù)字簽名(95)
5.3.1數(shù)字簽名原理(95)
5.3.2數(shù)字簽名的解決方案(97)
5.3.3RSA數(shù)字簽名體制(99)
5.3.4ElGamal數(shù)字簽名體制(100)
5.3.5數(shù)字簽名標準DSS(101)
5.3.6中國商用密碼SM2算法概況(102)
5.4公鑰基礎(chǔ)設施(104)
5.4.1PKI的概念(104)
5.4.2PKI的組成(105)
習題5(109)
第6章身份認證和訪問控制(111)
6.1身份認證概述(111)
6.1.1身份認證概念(111)
6.1.2身份認證技術(shù)方法(112)
6.1.3零知識證明(114)
6.2身份認證協(xié)議(115)
6.2.1撥號認證協(xié)議(115)
6.2.2口令認證協(xié)議(115)
6.2.3挑戰(zhàn)握手認證協(xié)議(116)
6.3Kerberos認證協(xié)議(117)
6.3.1Kerberos簡介(117)
6.3.2Kerberos原理(118)
6.4訪問控制(121)
6.4.1訪問控制的基本原理(121)
6.4.2自主訪問控制(123)
6.4.3強制訪問控制(126)
6.4.4基于角色的訪問控制(127)
習題6(130)
第7章網(wǎng)絡攻擊與防范(132)
7.1安全威脅分析(132)
7.1.1入侵行為分析(132)
7.1.2攻擊分類(133)
7.2端口掃描技術(shù)(136)
7.2.1端口掃描技術(shù)原理(136)
7.2.2TCP掃描(137)
7.2.3端口管理(140)
7.3漏洞掃描技術(shù)(145)
7.3.1漏洞掃描技術(shù)的原理(145)
7.3.2漏洞的檢測與修補(146)
7.3.3常見漏洞(147)
7.4網(wǎng)絡嗅探(149)
7.4.1網(wǎng)絡嗅探監(jiān)聽的原理(150)
7.4.2網(wǎng)絡嗅探的接入方式(150)
7.4.3網(wǎng)絡嗅探的檢測與防范(152)
7.4.4嗅探監(jiān)聽工具(153)
7.5拒絕服務攻擊(156)
7.5.1DDoS概述(156)
7.5.2拒絕服務攻擊的類型(158)
7.5.3典型的拒絕服務攻擊技術(shù)(159)
7.5.4DDoS攻擊的檢測與防范(165)
7.5.5DoS攻擊的防范(167)
7.6ARP欺騙攻擊(168)
7.6.1ARP欺騙攻擊原理(168)
7.6.2常見ARP欺騙種類(169)
7.6.3常見的ARP欺騙方式(169)
7.6.4常用的防護方法(170)
7.7SQL注入(171)
7.7.1SQL注入概述(171)
7.7.2SQL注入攻擊原理(172)
7.7.3SQL注入攻擊檢測方法與防范(174)
7.8其他Web攻擊類型(175)
7.8.1XSS攻擊(175)
7.8.2木馬植入與防護(176)
7.8.3DNS欺騙攻擊與防范(176)
習題7(178)
第8章入侵檢測技術(shù)(179)
8.1入侵檢測概述(179)
8.1.1入侵檢測的基本概念(179)
8.1.2IDS基本結(jié)構(gòu)(180)
8.2入侵檢測系統(tǒng)分類(181)
8.2.1基于主機的入侵檢測系統(tǒng)(182)
8.2.2基于網(wǎng)絡的入侵檢測系統(tǒng)(182)
8.2.3分布式入侵檢測系統(tǒng)(182)
8.3入侵檢測原理(184)
8.3.1異常檢測(184)
8.3.2誤用檢測(186)
8.3.3特征檢測(187)
8.4入侵檢測的特征分析和協(xié)議分析(188)
8.4.1特征分析(188)
8.4.2協(xié)議分析(191)
8.5入侵檢測響應機制(192)
8.5.1對響應的需求(192)
8.5.2自動響應(193)
8.5.3蜜罐(193)
8.5.4主動攻擊模型(194)
8.6入侵檢測系統(tǒng)示例(195)
8.6.1Snort的安裝(196)
8.6.2Snort與TCPDump的比較(197)
8.7IDS在企業(yè)網(wǎng)中的應用部署位置(197)
8.8繞過入侵檢測的若干技術(shù)(199)
8.8.1對入侵檢測系統(tǒng)的攻擊(199)
8.8.2對入侵檢測系統(tǒng)的逃避(199)
習題8(200)
第9章防火墻技術(shù)(202)
9.1防火墻概述(202)
9.1.1防火墻的基本概念(202)
9.1.2防火墻工作原理(202)
9.1.3防火墻的類別(205)
9.2防火墻技術(shù)(207)
9.2.1包過濾技術(shù)(207)
9.2.2狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)(209)
9.2.3應用代理服務(211)
9.3防火墻的防御體系結(jié)構(gòu)(214)
9.3.1雙宿主主機防火墻(214)
9.3.2屏蔽主機防火墻(214)
9.3.3屏蔽子網(wǎng)防火墻(215)
9.4防火墻技術(shù)的發(fā)展趨勢(216)
9.4.1透明接入技術(shù)(216)
9.4.2分布式防火墻技術(shù)(216)
9.4.3防火墻的安全體系(218)
習題9(218)第10章網(wǎng)絡安全協(xié)議(220)
10.1網(wǎng)絡安全協(xié)議概述(220)
10.1.1應用層安全協(xié)議(221)
10.1.2傳輸層安全協(xié)議(224)
10.1.3網(wǎng)絡層安全協(xié)議(224)
10.2IPSec安全體系結(jié)構(gòu)(224)
10.2.1IPSec介紹(224)
10.2.2安全關(guān)聯(lián)和安全策略(227)
10.3AH協(xié)議(230)
10.3.1AH概述(230)
10.3.2AH頭部格式(231)
10.3.3AH運行模式(232)
10.3.4數(shù)據(jù)完整性檢查(232)
10.4ESP協(xié)議(233)
10.4.1ESP概述(233)
10.4.2ESP頭部格式(234)
10.4.3ESP運行模式(235)
10.5密鑰管理協(xié)議(237)
10.5.1ISAKMP概述(237)
10.5.2ISAKMP報文頭部格式(237)
10.5.3ISAKMP載荷頭部(240)
10.5.4ISAKMP載荷(240)
10.5.5ISAKMP協(xié)商階段(242)
10.5.6交換類型(242)
10.6SSL協(xié)議(242)
10.6.1SSL協(xié)議概述(242)
10.6.2SSL記錄協(xié)議(245)
10.6.3SSL握手協(xié)議(246)
10.6.4SSL告警協(xié)議(248)
10.6.5SSL密碼規(guī)范修改協(xié)議(249)
10.6.6SSL協(xié)議的應用及安全性分析(249)
10.7SET協(xié)議(251)
10.7.1SET協(xié)議概述(251)
10.7.2SET協(xié)議的工作流程(251)
10.7.3SET交易處理(254)
10.7.4SET協(xié)議的安全性分析(255)
10.7.5SET標準的應用與局限性(256)
習題10(257)
第11章大數(shù)據(jù)背景下的計算安全(259)
11.1大數(shù)據(jù)安全(259)
11.1.1大數(shù)據(jù)的背景概述(259)
11.1.2大數(shù)據(jù)的技術(shù)框架(259)
11.1.3大數(shù)據(jù)面臨的安全挑戰(zhàn)(260)
11.1.4大數(shù)據(jù)安全的關(guān)鍵技術(shù)(260)
11.1.5大數(shù)據(jù)存儲安全策略(261)
11.1.6大數(shù)據(jù)應用安全策略(261)
11.1.7大數(shù)據(jù)服務與信息安全(262)
11.2云計算安全(263)
11.2.1云計算概述(263)
11.2.2云安全面臨的挑戰(zhàn)(264)
11.2.3云用戶安全目標(264)
11.2.4云安全關(guān)鍵技術(shù)(265)
11.3物聯(lián)網(wǎng)安全(266)
11.3.1物聯(lián)網(wǎng)概述(266)
11.3.2物聯(lián)網(wǎng)的安全特性與架構(gòu)(267)
11.3.3工業(yè)控制及數(shù)據(jù)安全(269)
習題11(271)
第12章參考實驗(272)
12.1構(gòu)建虛擬局域網(wǎng)VLAN(272)
12.1.1實驗目的(272)
12.1.2實驗內(nèi)容(272)
12.1.3實驗步驟(273)
12.2Sniffer網(wǎng)絡漏洞檢測(275)
12.2.1實驗目的(275)
12.2.2實驗要求及方法(276)
12.2.3實驗內(nèi)容(276)
12.3網(wǎng)絡漏洞掃描器XScan的應用(277)
12.3.1實驗目的(277)
12.3.2實驗要求及方法(277)
12.3.3實驗原理(277)
12.3.4實驗內(nèi)容(278)
12.4PGP郵件加密實驗(280)
12.4.1實驗目的(280)
12.4.2實驗原理(280)
12.4.3實驗步驟(281)
12.5使用Snort建立IDS(288)
12.5.1實驗目的(288)
12.5.2實驗設備和環(huán)境(289)
12.5.3實驗任務(289)
12.5.4實驗步驟(289)
12.6網(wǎng)絡協(xié)議分析工具Wireshark的使用(293)
12.6.1WireShark的主要界面(294)
12.6.2Wireshark過濾器設置(294)
12.6.3用Wireshark分析互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)包實例(297)
參考文獻(300)
書單推薦
