第一章 信息安全保障概述

1.1信息安全保障背景

1.什么是信息？

   事物运行的状态和状态变化的方式。

2.信息技术发展的各个阶段？

   a.电讯技术的发明

   b.计算机技术发展

   c.互联网的使用

3.信息技术的消极影响？

   信息泛滥、信息污染、信息犯罪。

4.信息安全发展阶段？

   a.信息保密

   b.计算机安全

   c.信息安全保障

5.信息安全保障的含义？

   运行系统的安全、系统信息的安全

6.信息安全的基本属性？

   机密性、完整性、可用性、可控性、不可否认性

7信息安全保障体系框架？

   保障因素：技术、管理、工程、人员

   安全特征：保密性、完整性、可用性

   生命周期：规划组织、开发采购、实施交付、运行维护、废弃

8.P2DR模型？

   策略(核心)、防护、监测、响应

9.IATF信息保障的指导性文件？

   核心要素：人员、技术(重点)、操作

10.IATF中4个技术框架焦点域？

   a.保护本地计算环境

   b.保护区域边界

   c.保护网络及基础设施

   d.保护支持性基础设施

11.信息安全保障工作的内容？

   a.确定安全需要

   b.设计实施安全方案

   c.进行信息安全评测

   d.实施信息安全监控和维护

12.信息安全评测的流程？

   受理申请、静态评测、现场评测、风险分析

13.信息监控的流程？

   受理申请、非现场准备、现场准备、现场监控、综合分析

1.1.1信息技术及其发展阶段

    信息技术两个方面：生产：信息技术产业；应用：信息技术扩散

    信息技术核心：微电子技术，通信技术，计算机技术，网络技术

    第一阶段，电讯技术的发明；第二阶段，计算机技术的发展；第三阶段，互联网的使用

1.1.2信息技术的影响

    积极：社会发展，科技进步，人类生活

    消极：信息泛滥，信息污染，信息犯罪

1.2信息安全保障基础

1.2.1信息安全发展阶段

    通信保密阶段（20世纪四十年代）：机密性，密码学

    计算机安全阶段（20世纪六十和七十年代）：机密性、访问控制与认证，公钥密码学（Diffie Hellman，DES），计算机安全标准化（安全评估标准）

    信息安全保障阶段：信息安全保障体系（IA），PDRR模型：保护（protection）、检测（detection）、响应(response)、恢复（restore），我国PWDRRC模型：保护、预警（warning）、监测、应急、恢复、反击（counter-attack），BS/ISO 7799标准（有代表性的信息安全管理体系标准）：信息安全管理实施细则、信息安全管理体系规范

1.2.2信息安全的含义

     一是运行系统的安全，二是系统信息的安全：口令鉴别、用户存取权限控制、数据存取权限方式控制、审计跟踪、数据加密等

    信息安全的基本属性：完整性、机密性、可用性、可控制性、不可否认性

1.2.3信息系统面临的安全风险

1.2.4信息安全问题产生的根源：信息系统的复杂性，人为和环境的威胁

1.2.5信息安全的地位和作用

1.2.6信息安全技术

    核心基础安全技术：密码技术

    安全基础设施技术：标识与认证技术，授权与访问控制技术

    基础设施安全技术：主机系统安全技术，网络系统安全技术

    应用安全技术：网络与系统安全攻击技术，网络与系统安全防护与响应技术，安全审计  与责任认定技术，恶意代码监测与防护技术

    支撑安全技术：信息安全评测技术，信息安全管理技术

1.3信息安全保障体系

1.3.1信息安全保障体系框架

    生命周期：规划组织，开发采购，实施交付，运行维护，废弃

    保障要素：技术，管理，工程，人员

    安全特征：机密性，完整性，可用性

1.3.2信息系统安全模型与技术框架

     P2DR安全模型：策略（policy），防护，检测，响应；防护时间大于检测时间加上响应时间，安全目标暴露时间=检测时间+响应时间，越小越好；提高系统防护时间，降低检测时间和响应时间

     信息保障技术框架（IATF）：纵深防御策略：人员，技术，操作；技术框架焦点域：保护本地计算机，保护区域边界，保护网络及基础设施，保护支撑性基础设施

1.4信息安全保障基本实践

1.4.1国内外信息安全保障工作概况

1.4.2信息安全保障工作的内容

    确定安全需求，设计和实施安全方案，进行信息安全评测，实施信息安全监控

第二章 信息安全基础技术与原理

2.1密码技术

2.1.1对称密码与非对称密码

    对称密钥密码体制：发送方和接收方使用相同的密钥

    非对称密钥密码体制：发送方和接收方使用不同的密钥

对称密钥体制：

    加密处理速度快、保密度高，密钥管理分发复杂代价高、数字签名困难

分组密码：一次加密一个明文分组：DES，IDEA，AES；序列密码：一次加密一位或者一个字符：RC4，SEAL

加密方法：代换法：单表代换密码，多表代换；置换法

安全性：

   攻击密码体制：穷举攻击法（对于密钥长度128位以上的密钥空间不再有效），密码分析学；

   典型的密码攻击：唯密文攻击，已知明文攻击，选择明文攻击（加密算法一般要能够抵抗选择明文攻击才认为是最安全的，分析方法：差分分析和线性分析），选择密文攻击

基本运算：异或，加，减，乘，查表

设计思想：扩散，混淆；乘积迭代：乘积密码，常见的乘积密码是迭代密码，DES，AES

数据加密标准DES：基于Feistel网络，3DES，有效密钥位数：56

国际数据加密算法IDEA：利用128位密钥对64位的明文分组，经连续加密产生64位的密文分组

高级加密标准AES：SP网络

分组密码：电子密码本模式ECB，密码分组链模式CBC，密码反馈模式CFB，输出反馈模式OFB，计数模式CTF

非对称密码：

    基于难解问题设计密码是非对称密码设计的主要思想，NP问题NPC问题

克服密钥分配上的困难、易于实现数字签名、安全性高，降低了加解密效率

RSA：基于大合数因式分解难得问题设计；既可用于加密，又可用于数字签名；目前应用最广泛

ElGamal：基于离散对数求解困难的问题设计

椭圆曲线密码ECC：基于椭圆曲线离散对数求解困难的问题设计

通常采用对称密码体制实现数字加密，公钥密码体制实现密钥管理的混合加密机制

2.1.2哈希函数

    单向密码体制，从一个明文到密文的不可逆的映射，只有只有加密过程，没有解密过程

可将任意长度的输入经过变换后得到固定长度的输出（原消息的散列或消息摘要）

应用：消息认证（基于哈希函数的消息认证码），数字签名（对消息摘要进行数字签名口令的安全性，数据完整性）

消息摘要算法MD5：128位

安全散列算法SHA：160位

    SHA比MD5更安全，SHA比MD5速度慢了25%，SHA操作步骤较MD5更简单

2.1.3数字签名

    通过密码技术实现，其安全性取决于密码体制的安全程度

普通数字签名：RSA，ElGamal，椭圆曲线数字签名算法等

特殊数字签名：盲签名，代理签名，群签名，不可否认签名，具有消息恢复功能得签名等

常对信息的摘要进行签名

    美国数字签名标准DSS：签名算法DSA

    应用：鉴权：重放攻击；完整性：同形攻击；不可抵赖

2.1.4密钥管理

    包括密钥的生成，存储，分配，启用与停用，控制，更新，撤销与销毁等诸多方面密钥的分配与存储最为关键

借助加密，认证，签名，协议和公证等技术

密钥的秘密性，完整性，真实性

密钥产生：噪声源技术（基于力学，基于电子学，基于混沌理论的密钥产生技术）；主密钥，加密密钥，会话密钥的产生

密钥分配：

    分配手段：人工分发（物理分发），密钥交换协议动态分发

    密钥属性：秘密密钥分配，公开密钥分配

    密钥分配技术：基于对称密码体制的密钥分配，基于公钥密码体制的密钥分配

    密钥信息交换方式：人工密钥分发，给予中心密钥分发，基于认证密钥分发

    人工密钥分发：主密钥

    基于中心的密钥分发：利用公开密钥密码体制分配传统密码的密钥；可信第三方：密钥分发中心KDC，密钥转换中心KTC；拉模型，推模型；密钥交换协议：Diffie-Hellman算法

    公开密钥分配：公共发布；公用目录；公约授权：公钥管理机构；公钥证书：证书管理机构CA，目前最流行

    密钥存储：

     公钥存储

     私钥存储：用口令加密后存放在本地软盘或硬盘；存放在网络目录服务器中：私钥存储服务PKSS；智能卡存储；USB Key存储

2.2认证技术

2.2.1消息认证

    产生认证码的函数：

消息加密：整个消息的密文作为认证码

消息认证码（MAC）：利用密钥对消息产生定长的值，并以该值作为认证码；基于DES的MAC算法

哈希函数：将任意长的消息映射为定长的哈希值，并以该哈希值作为认证码

2.2.2身份认证

     身份认证系统：认证服务器、认证系统客户端、认证设备

系统主要通过身份认证协议（单向认证协议和双向认证协议）和认证系统软硬件进行实现

认证手段：

静态密码方式

    动态口令认证：动态短信密码，动态口令牌（卡）

    USB Key认证：挑战/应答模式，基于PKI体系的认证模式

生物识别技术

    认证协议：基于口令的认证协议，基于对称密码的认证，基于公钥密码的认证

2.3访问控制技术

访问控制模型：

    自主访问控制（DAC）：访问矩阵模型：访问能力表（CL），访问控制表（ACL）；商业环境中，大多数系统，如主流操作系统、防火墙等

    强制访问控制（DAC）：安全标签：具有偏序关系的等级分类标签，非等级分类标签，比较主体和客体的安全标签等级,，访问控制安全标签列表（ACSLL）；访问级别：最高秘密级，秘密级，机密级，无级别及；Bell-Lapadula模型：只允许向下读、向上写，保证数据的保密性，Biba不允许向下读、向上写，保护数据完整性；Chinese Wall模型：多边安全系统中的模型，包括了MAC和DAC的属性

    基于角色的访问控制（RBAC）：要素：用户，角色，许可；面向企业，大型数据库的权限管理；用户不能自主的将访问权限授权给别的用户；MAC基于多级安全需求，RBAC不是

2.3.2访问控制技术

 集中访问控制：

认证、授权、审计管理（AAA管理）

    拨号用户远程认证服务RADIUS：提供集中式AAA管理；客户端/服务器协议，运行在应用层，使用UDP协议；组合认证与授权服务

   终端访问控制器访问控制系统TACACS：TACACS+使用TCP；更复杂的认证步骤；分隔认证、授权、审计

   Diameter：协议的实现和RADIUS类似，采用TCP协议，支持分布式审计

非集中式访问控制：

   单点登录SSO

   Kerberos：使用最广泛的身份验证协议；引入可信的第三方。Kerberos验证服务器；能提供网络信息的保密性和完整性保障；支持双向的身份认证

   SESAME：认证过程类似于Kerberos.

   RADIUS运行在UDP协议上，并且没有定义重传机制，而Diameter运行在可靠的传输协议TCP、SCTP之上。Diameter 还支持窗口机制，每个会话方可以动态调整自己的接收窗口，以免发送超出对方处理能力的请求。RADIUS协议不支持失败恢复机制，而Diameter支持应用层确认，并且定义了失败恢复算法和相关的状态机，能够立即检测出传输错误。RADIUS固有的C/S模式限制了它的进一步发展。Diameter采用了peer-to-peer模式，peer的任何一端都可以发送消息以发起计费等功能或中断连接。Diameter还支持认证和授权分离，重授权可以随时根据需求进行。而RADIUS中认证与授权必须是成对出现的。

2.4审计和监控技术

2.4.1审计和监控基础

    审计系统：日志记录器：收集数据，系统调用Syslog收集数据；分析器：分析数据；通告器：通报结果

2.4.2审计和监控技术

    恶意行为监控：主机监测：可监测的地址空间规模有限；网络监测：蜜罐技术（软件honeyd），蜜网（诱捕网络）：高交互蜜罐、低交互蜜罐、主机行为监视模块

网络信息内容审计：方法：网络舆情分析：舆情分析引擎、自动信息采集功能、数据清理功能；技术：网络信息内容获取技术（嗅探技术）、网络内容还原分析技术；模型：流水线模型、分段模型；不良信息内容监控方法：网址、网页内容、图片过滤技术

第三章 系统安全

3.1操作系统安全

3.1.1操作系统安全基础

基本安全实现机制：

    CPU模式和保护环：内核模式、用户模式

    进程隔离：使用虚拟地址空间达到该目的

3.1.2操作系统安全实践

UNIX/Linux系统：

    文件系统安全：所有的事物都是文件：正规文件、目录、特殊文件（/dev下设备文件）、