计算机信息安全技术_付永钢_9787302468462

计算机信息安全技术

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丛书名：21世纪高等学校信息安全专业规划教材

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    本书对计算机信息安全体系中的各个部分做了完整的介绍, 主要内容包括: 经典加密算法、DES算法、AES算法、RSA算法, 数字签名、哈希函数、消息认证技术、身份认证技术, 计算机病毒与反病毒技术, 网络攻击与防范技术, 防火墙技术, 入侵检测技术, Windows、UNIX/Linux操作系统安全机制和配置, 数据备份与恢复, 常用软件保护技术, VPN技术, 电子商务安全技术, 电子邮件安全技术等。

　　第2版前言

　　随着全球信息化技术的快速发展，在信息技术的广泛应用中，安全问题正面临着前所未有的挑战，信息安全日渐成为国家的一个重点关注的研究领域，成为关系着国计民生的一个重要的应用学科。

　　目前因特网（Internet）已遍布世界240个国家和地区，每时每刻都为用户提供着各种类型的信息服务，除了最初的电子邮件、万维网外，还出现了越来越多的集视频、声音、数据于一体的服务。我们的社会已经是一个高度信息化的社会，计算机已经被应用到政治、军事、金融、商业、电信、教育等各行各业，人们在日常生活中对计算机的依赖程度越来越高，尤其是近年来国家实施的信息系统工程和信息基础设施建设，已经使计算机系统成为当今社会特征的一个重要组成部分。多年来，黑客对信息系统的攻击一直都没有停止过，其手段也越来越高明，从最初的猜测用户密码、利用计算机应用软件漏洞进行攻击，发展到现在通过操作系统的源代码分析操作系统漏洞，这无疑给计算机信息安全带来了更大的威胁。

　　本书内容由浅入深，介绍计算机信息安全技术所涉及的相关知识，阅读本书可以了解我国计算机信息系统的安全现状、网络安全的隐患和风险，以及其给计算机信息系统运行带来的危害、具体的安全防护措施和技术。

　　本书从实用和新颖的角度对内容进行了精心的挑选，具有以下特色。

　　（1）实用、丰富、新颖的内容。

　　编写基于一般普通高等院校计算机专业信息安全技术的应用人才培养的需要，以知识实用、丰富、新颖为原则，使学生初步掌握计算机信息安全使用技能，为今后进一步学习、研究信息安全技术打下坚实的基础。

　　本书在有限的篇幅中，尽可能减少概念和理论性的知识介绍，而更加注重解决实际问题，同时吸取目前已出版的信息安全技术类教材、论文的精髓，充分反映计算机信息安全领域的前沿技术和成果。

　　（2）完整的信息安全体系。

　　目前计算机信息安全研究的主要方向包括密码学、计算机网络安全、计算机病毒、信息隐藏、软件保护、数据备份与恢复等方面，本书力求融合信息安全研究的基础知识与核心内容，全面反映计算机信息安全体系。通过学习本书，既可以了解到信息安全的概貌，又可以迅速掌握信息安全的基本技能。

　　（3）丰富的习题。

　　为了加深学生对相关内容的理解，每章后面都附有难易程度不同的习题，以帮助读者更加深入和扎实地掌握相关知识。

　　本书第3、4、12章由陈杰编写，第9、10章由洪玉玲编写，第6、7、11章由曹煦晖编写，第2章的第2.1~2.3节由刘年生编写。付永钢编写了其余章节，并对全书进行了修改和统稿。

　　在本书的编写过程中，得到了茅剑等老师的帮助，在此表示衷心的感谢。

　　为了配合本书的教学工作，作者还提供了配套的电子课件，请在清华大学出版社网站下载，或者通过电子邮箱获取。本书主要内容的课堂授课需要50学时左右，也可根据教学对象和教学目的进行删减，建议再安排一定学时的课外实验。另外，本书所有截图来自相关软件，未做改动。

　　信息安全技术是一个不断发展和完善的研究领域，由于作者水平有限，书中错误和不当之处在所难免，敬请广大读者和专家批评指正。

　　第3章信息认证技术

　　3.1概述

　　在当前开放式的网络环境中，任何在网络上的通信都可能遭到黑客的攻击，窃听机密消息，伪造、复制、删除和修改消息等攻击越来越多。所有的攻击都可能对正常通信造成破坏性的影响。因此，一个真实可靠的通信环境成为能够有效进行网络通信的基本前提。认证技术作为信息安全中的一个重要组成部分也显得尤为重要。

　　为了防止通信中的消息被非授权使用者攻击，有效的方法就是要对发送或接收到的消息具有鉴别能力，能鉴别消息的真伪和通信对方的真实身份。实现这样功能的过程称为认证。

　　一个安全的认证系统应满足以下条件。

　　(1) 合法的接收者能够检验所接收消息的合法性和真实性。

　　(2) 合法的发送方对所发送的消息无法进行否认。

　　(3) 除了合法的发送方之外，任何人都无法伪造、篡改消息。

　　通常情况下，一个完整的身份认证系统中除了有消息发送方和接收方外，还要有一个可信任的第三方，负责密钥分发、证书的颁发、管理某些机密信息等工作，当通信双方遇到争执、纠纷时，还充当仲裁者的角色。

　　通信双方进行认证的目的是进行真实而安全的通信。所谓认证就是在通信过程中，通信一方验证另一方所声称的某种属性。信息安全中的认证技术主要有两种：消息认证和身份认证。

　　如果验证的是消息的某种属性，则该认证方式称为消息认证。消息认证用于保证信息的完整性与不可抵赖性，验证消息在传送和存储过程中是否遭到篡改、重放等攻击。若认证的属性是关于通信中的某一方或双方身份，则该认证过程称为身份认证。身份认证主要用于鉴别用户身份，是用户向对方出示自己身份的证明过程，通常是确认通信的对方是否拥有进入某个系统或使用系统中某项服务的合法权利的第一道关卡，确认消息的发送者和接收者是否合法。

　　3.2哈希函数

　　哈希函数也称为单向散列函数，是信息安全领域广泛使用的一种密码技术，它主要用于提供消息的完整性验证。哈希函数以任一长度的消息M为输入，产生固定长度的数据输出。这个定长输出称为消息M的散列值或消息摘要。由于哈希函数具有单向的特性，因此该散列值也称为数据的“指纹”。

　　3.2.1哈希函数概述

　　由于哈希(Hash)函数通过产生定长的散列值作为数据的特征“指纹”，因此用于消息认证的哈希函数必须具有下列性质。

　　(1) 哈希函数的输入可以是任意长度的数据块M，产生固定长度的散列值h。

　　(2) 给定消息M，很容易计算散列值h。

　　(3) 给定散列值h，根据H(M)=h推导出M很难，这个性质称为单向性。单向性要求根据报文计算散列值很简单，但反过来根据散列值计算出原始报文十分困难。

　　(4) 已知消息M，通过同一个H(·)，计算出不同的h是很困难的。

　　(5) 给定消息M，要找到另一消息M′，满足H(M)＝H(M′)，在计算上是不可行的，这条性质称为弱抗碰撞性。该性质是保证无法找到一个替代报文，否则就可能破坏使用哈希函数进行封装或签名的各种协议的安全性。哈希函数的重要之处就是赋予M唯一的“指纹”。

　　(6) 对于任意两个不同的消息M≠M′，它们的散列值不可能相同，这条性质被称为强抗碰撞性。强抗碰撞性对于消息的哈希函数安全性要求更高，这条性质保证了对生日攻击的防御能力。

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