一、网络安全问题概述1.计算机网络面临的安全性威胁Ⅰ、主动攻击与被动攻击有被动攻击和主动攻击截获信息的称为被动信息中断、篡改、伪造信息的攻击叫作主动攻击。在被动攻击中攻击者只是观察和分析某一个协议数据单元PDU而不干扰信息流。即使这些数据对攻击者来说是不易理解的他也可通过观察PDU的协议控制信息部分了解正在通信的协议实体的地址和身份研究PDU的长度和传输的频度以便了解所交换的数据的某种性质。这种被动攻击又称为流量分析。主动攻击是指攻击者对连接中通过的PDU进行各种处理。如有选择地更改、删除、延迟这些PDU当然也包括记录和复制它们还可在稍后的时间将以前录下的PDU插入这个连接即重放攻击。甚至还可将合成的或伪造的PDU送入到一个连接中去。所有主动攻击都是上述几种方法的组合但从类型上看可分为1更改报文流包括对通过连接的PDU的真实性、完整性和有序性的攻击2拒绝服务指攻击者向因特网上的服务器不停地发送大量分组使因特网或服务器无法提供正常服务。3伪造连接初始化攻击者重放以前已被记录的合法连接初始化序列或者伪造身份而企图建立连接。Ⅱ、攻击的预防对于主动攻击可以采取适当措施加以检测。但对于被动攻击通常却是检测不出来的。根据这些特点可得出计算机网络通信安全的五个目标如下防止析出报文内容、防止流量分析、检测更改报文流、检测拒绝报文服务、检测伪造初始化连接。对付被动攻击可采用各种数据加密技术而对付主动攻击则需将加密技术与适当的鉴别技术相结合。Ⅲ、恶意程序特殊的主动攻击。对网络威胁较大的恶意程序有一下几种①计算机病毒会“传染”其他程序的程序是通过修改其他程序来把自身或其变种复制进去完成的。②计算机蠕虫一种通过网络的通信功能将自身从一个结点发送到另一个结点并自动启动运行的程序。③特洛伊木马一种程序。它执行的功能并非所声称的功能而是某种恶意的功能。如一个编译程序除了执行编译任务以外还把用户的源程序偷偷地拷贝下来则这种编译程序就是一种特洛伊木马。计算机病毒有时也以特洛伊木马的形式出现。④逻辑炸弹一种当运行环境满足某种特定条件时执行其他特殊功能的程序。如一个编辑程序平时运行得很好但在某一天删去系统中所有的文件。这种程序就是一种逻辑炸弹。2.计算机网络安全的内容①保密性如访问控制中登录口令的设计、安全通信协议的设计以及数字签名的设计等②安全协议的设计如何保证设计出的协议是安全的有两种方法一种是用形式化方法来证明另一种是用经验来分析协议的安全性。形式化证明是人们希望的但一般意义上的协议安全性也是不可判定的只能针对某种特定类型的攻击来讨论其安全性。对复杂的通信协议的安全性形式化证明比较困难所以只要采用人工分析的方法来找漏洞。对于简单的协议可通过限制敌手的操作假定敌手不会进行某种攻击来对一些特定情况进行形式化的证明。当然这种方法有很大的局限性。③访问控制也叫存取控制或接入控制。必须对接入网络的权限加以控制并规定每个用户的接入权限。3.一般的数据加密模型加密密钥与解密密钥可一样也可不一样不一样时有相关性。密钥通常是由密钥中心提供当密钥需要向远地传送时一定要通过另一个安全信道。密码编码学是密码体制的设计学而密码分析学则是在未知密钥情况下从密文推测出明文或密钥的技术。两者合起来即为密码学。1949年信息论的创始人香农论证了一般经典加密方法得到的密文几乎都是可破的。但20世纪60年代起随着电子技术、计算技术的迅速发展以及结构代数、可计算性和计算复杂性理论等学科的研究密码学又进入了一个新的发展时期。二、两类密码机制1.对称密钥密码体制即加密密钥与解密密钥是相同的密码体制。数据加密标准DES属于对称密钥体制。它的保密性取决于对密钥的保密而算法是公开的。2.公钥密码体制Ⅰ、产生背景公钥密码体制使用不同的加密密钥与解密密钥。产生原因①对称密钥密码体制的密钥分配问题②对数字签名的需求。在对称密钥密码体制中加解密的双方使用的是相同的密钥如何做到一种是事先约定一种是用信使来传送。在高度自动化的大型计算机网络中用信使来传送密钥显然是不合适的。如果是用信使就会给密钥的管理和更换都带来了极大的不便。若使用高度安全的密钥分配中心KDC也会使得网络成本增加。对数字签名的强烈需要也是一个原因。Ⅱ、公钥密码体制著名的有RSA体制。在公钥密码体制中加密密钥PKpublic key,即公钥是向公众公开的而解密密钥SKsecret key即私钥或秘钥则是需要保密的。加密算法E和解密算法D也是公开的。公钥密码体制的加密和解密过程有如下特点任何加密方法的安全性取决于密钥的长度以及攻破密文所需的计算量。而不是简单地取决于加密的体制。3.数字签名数字签名需实现三种功能1接收者能够核实发送者对报文的签名——报文鉴别除A外没有人持有A的私钥SKa所以除A外没有人能产生密文X。这样B就相信X是A签名发送的。2接收者确信所收到的数据和发送者发送的完全一样而没有被篡改过——报文的完整性B对篡改过的报文解密后将会得出不可读的明文就知道被篡改过。3发送者事后不能抵赖对报文的签名——不可否认若A抵赖B可把X和密文X出示给公证的第三者第三者容易用PKa去证实A确实发送X给B这不可否认。看上图D运算只是得到了某种不可读的密文并不是解密运算因为还没有加密。D运算和E运算都不是为了加密和解密而是为了进行签名和核实签名。四、鉴别鉴别和加密不同。鉴别是要验证通信双方的确是自己所要通信的对象而不是其他的冒充者。鉴别与授权也不同。授权是所进行的过程是否被允许如是否可以对某文件进行读或写。1.报文鉴别许多报文并不需要加密但却需要数字签名以便让报文的接收者能够鉴别报文的真伪然而对很长的报文进行数字签名会使计算机增加很大的负担需要长时间运算。因此当我们传送不需要加密的报文时应当使接收者能用很简单的方法来鉴别报文的真伪。报文摘要MDmessage digest是进行报文鉴别的简单方法。方法如下图。报文摘要算法是单向函数即我们很容易计算出一个长报文X的报文摘要H可是要想从报文摘要反过来找到原始报文X实际上是不可能的。此外若想找到任意两个报文使它们具有相同的报文摘要实际上也是不可能的。两种标准报文摘要算法MD5与安全三列算法SHA。2.实体鉴别和报文鉴别不同。报文鉴别是对每一个收到的报文都要鉴别报文的发送者而实体鉴别是在系统接入的全部持续时间内和自己通信的对方实体只需验证一次。最简单的实体鉴别过程如图7-7在图中的A向远端的B发送有自己的身份A和口令的报文并且使用双方约定好的共享对称密钥Kab进行加密。B收到此报文后用共享对称密钥Kab进行解密因而鉴别了实体A的身份。然而这样有漏洞会导致重放攻击。就是入侵者C可以从网络上截获A发给B的报文C不需要破译这个报文因为话很多时间而可以直接把这个由A加密的报文发送给B使B误认为C就是A。然后B就向伪装是A的C发送许多本来应当发给A的报文。这就叫作重放攻击。C甚至可以截获A的IP地址然后把A的IP地址冒充为自己的IP地址使B更加容易受骗。为了对付重放攻击可以使用不重数。不重数就是不重复使用的大随机数即“一次一数”。在鉴别过程中不重数可以使B能够把重复的鉴别请求和新的鉴别请求区分开。下图给出了这个过程。在使用公钥密码体制时可以对不重数进行签名鉴别。看上图B用其私钥对不重数Ra进行签名后发回给AA用B的公钥核实签名如能得出自己原来发送的不重数Ra就核实了和自己通信的双方的确是B。同样A也用自己的私钥对不重数Rb进行签名后发送给B。B用A的公钥核心签名鉴别了A的身份。公钥密码体制虽然不必在互相通信的用户之间秘密地分配共享密钥但仍有收到攻击的可能。看下图。五、密钥分配密钥管理包括密钥产生、分配、注入、验证和使用。密钥必须通过最安全的通路进行分配。例如可以派非常可靠的信使携带密钥分配给互相通信的各用户。这种方法称为网外分配方式。但随着用户的增多和网络流量的增大密钥更换频繁密钥必须定期更换才能做到可靠派信使的方法已不再使用而应采用网内分配方式即对密钥自动分配。1.对称密钥的分配对称密钥分配的问题①如果n个人要相互通信需要n(n-1)/2个密钥。如果n很大需要的密钥数量非常大。②通信双方怎样才能安全地得到共享的密钥呢正是因为网络不安全所以才需要使用加密技术。但密钥要怎样传送呢Ⅰ、KDC对会话密钥的分配目前常用的密钥分配方式是设立密钥分配中心KDCkey distribution center它给需要进行秘密通信的用户临时分配一个会话密钥仅使用一次。图A和B在登记时就在KDC的服务器上安装了各自和KDC进行通信的主密钥Ka和Kb。Ⅱ、更先进的加密标准ACS——Kerberos V4Kerberos使用两个服务器鉴别服务器AS、票据授予服务器TGS。只用于客户与服务器之间的鉴别而不使用人对人的鉴别。①A向AS表明身份AS验证后允许A和TGS联系②报文包括Ks和AS要发送给TGS的票据票据用TGS的对称密钥Ktg加密。A不保存密钥Ka但这个报文到达A时A就键入口令若口令正确则口令和适当算法一起就能生成密钥Ka。这个口令随即销毁。于是提取出Ks和转发给TGS的票据。③A向TGS发送三个项目转发AS发来的票据服务器B的名字这表明A请求B的服务。请注意现在A向TGS证明自己的身份并非通过键入口令因为入侵者能够从网上截获明文口令而是通过转发AS发出的票据只有A才能提取出。票据是加密的入侵者伪造不了用Ks加密的时间戳T它用来防止入侵者的重放攻击。④TGS发送两个票据每一个都包含A和B通信的会话密钥Kab。给A的票据用Ks加密给B的票据用B的密钥Kb加密。请注意现在入侵者不能提取Kab因为不知道Ka和Kb。入侵者也不能重放步骤③因为入侵者不能把时间戳更换为一个新的因为不知道Ks。如果入侵者在时间戳到期之前非常迅速地发送步骤③的报文那么对TGS发来的两个票据仍然不能解密。⑤A向B转发TGS发来的票据同时发送用Kab加密的时间戳T。⑥B把时间戳T加1来证实收到了票据B向A发送的报文用密钥Kab加密。时间戳要求所有主机的时钟误差不要太大这是为了防止重放攻击。时间太长就要废。2.公钥的分配问题提出——设想A向欺骗B就向B发送一份伪造是C发送的报文A用自己的秘密密钥进行数字签名并附上A自己的公钥谎称这公钥是C的。B怎么知道这不是C的呢认证中心CAcertification authority将公钥与对应的实体进行绑定binding。六、因特网使用的安全协议1.网络层安全协议Ⅰ、IPsec与安全关联SA网络层保密是指所有在IP数据报中的数据都是加密的。在IPsecIP安全协议的缩写中有两个主要协议鉴别首部AH提供源点鉴别、数据完整性不提供保密和封装安全有效载荷ESP提供源点鉴别、数据完整性、保密。在使用AH和ESP前要从源主机到目的主机建立一条网络层的逻辑连接。此逻辑连接叫作安全关联SA。这样IPsec就把传统的因特网无连接的网络层转换为具有逻辑连接的层。安全关联是单向连接。它由三元组唯一确定①安全协议使用AH或ESP协议的标识符②此单向连接的目的IP地址③一个32位的连接标识符称为安全参数索引SPI。对于给定的安全关联SA每一个IPsec数据报都有一个存放SPI的字段。通过此SA的所有数据报都使用同样的SPI值。Ⅱ、鉴别首部协议AH协议设为51是为让目的主机知道在IP首部后面紧接着的是AH首部。在传输过程中中间的路由器不查看AH首部。数据到达终点时目的主机才处理AH字段以鉴别源点和检查数据报的完整性。AH首部具有如下一些字段1下一个首部8位标志紧接着本首部的下一个首部的类型如TCP或UDP2有效载荷长度8位即鉴别数据字段的长度以32位字为单位3安全参数索引SPI32位标志一个安全关联4序号32位鉴别数据字段的长度以32位字位单位5保留16位今后用6鉴别数据可变。为32位字的整数倍包含了经数字签名的报文摘要对原来的数据报进行报文摘要运算因此可用来鉴别源主机和检查IP数据报的完整性。Ⅲ、封装安全有效载荷协议ESP协议设为50。IP首部后面是ESP首部、TCP/UDP报文段、ESP尾部、ESP数据。在ESP首部中有标志一个安全关联的安全参数索引SPI32位和序号32位。在ESP尾部中有下一个尾部作用和AH首部的一样。加密后攻击者无法得知所使用的运输层协议它在IP数据报的数据部分。ESP的鉴别数据和AH中的鉴别数据的作用是一样的。2.运输层安全协议用户在网购时需要安全协议。Ⅰ、安全套接层SSLSSL可对万维网客户与服务器之间传送的数据进行加密和鉴别。它在双方的联络阶段也就是握手阶段对将要使用的加密算法如用DES或RSA和双方共享的会话密钥进行协商完成客户与服务器之间的鉴别。在联络完成后所有传送的数据都使用在联络阶段商定的会话密钥。SSL不仅被所常用的浏览器和万维网服务器所支持而且是运输层安全协议TLS的基础。SSL还可用于IMAP邮件存取的鉴别和数据加密。SSL的位置在应用层和运输层TCP之间。在发送方SSL接收应用层的数据如HTTP或IMAP报文对数据进行加密然后把加了密的数据送往TCP套接字。在接收方SSL从TCP套接字读取数据解密后把数据交给应用层。SSL提供一下三种功能SSL服务器鉴别、加密的SSL会话、SSL客户鉴别。SSL的工作原理假定A有一个使用SSL的安全网页B上网时用鼠标点击到这个安全网页的链接URL协议部分是https。接着服务器和浏览器就进行握手协议1浏览器向服务器发送浏览器的SSL版本号和密码编码的参数选择因为浏览器和服务器要协商使用哪一种对称密钥算法2服务器向浏览器发送服务器的SSL版本号、密码编码的参数选择及服务器的证书。证书包括服务器的RSA公钥此证书是由某个认证中心用自己的密钥加密然后发送给该服务器。3浏览器有一个可信的CA表表中有每一个CA的公钥。当浏览器收到服务器发来的证书时就检查此证书的发行者是否在CA表中若不在则后面的加密和鉴别连接就不能继续。如在浏览器就使用CA相应的公钥对证书进行解密这样就得到了服务器的公钥。4浏览器随机产生一个对称会话密钥并用服务器的公钥加密然后将加密的会话密钥发送给服务器。5浏览器向服务器发送一个报文说明以后浏览器将使用此会话密钥进行加密然后浏览器再向服务器发送一个单独的加密报文指出浏览器端的握手过程完成。6服务器也向浏览器发送一个报文说明以后服务器将使用此会话密钥进行加密然后服务器再向浏览器发送一个单独的加密报文指出服务器端的握手过程已经完成。7SSL的握手过程至此完成下面就可开始SSL的会话过程。浏览器和服务器都使用这个会话密钥对所发送的报文进行加密。评价缺少一些措施来防止在因特网商务中出现的各种可能的欺骗行为。Ⅱ、安全电子交易SET专为在因特网上进行安全信用卡交易的协议。主要特点①专为与支付有关的报文进行加密不能像SSL那样对任意的数据进行加密。②涉及到三方即客户、商家、商业银行所有在这三方之间交互的敏感信息都被加密。③要求这三方都有证书。在SET交易中商家看不见客户传送给商业银行的信用卡号码。由于SET交易中客户端要使用专门软件商家要支付比SSL更高的费用因此SET在市场的竞争中失败了。3.应用层安全协议简单。下面介绍两种用于电子邮件的安全协议。1、PGP协议是一个完整的电子邮件安全软件包包括加密、鉴别、电子签名和压缩等技术。是把现有的加密算法如RSA公钥加密算法或MD5报文摘要算法综合在一起。提供电子邮件的安全性、发送方鉴别和报文完整性。工作原理——假定A向B发送电子邮件明文X现在用PGP进行加密。A有三个密钥自己的私钥、B的公钥和自己生成的一次性密钥。B有两个密钥自己的私钥和A的公钥。A需要做以下几件事1对明文X进行MD5报文摘要运算得出报文摘要H用自己的私钥对H进行数字签名得出签了名的报文摘要D(H)把它拼接在明文X后面得到报文XD(H)。2使用自己生成的一次性密钥对报文XD(H)进行加密3用B的公钥对自己生成的一次性密钥进行加密4把加了密的一次性密钥和加了密的报文XD(H)发送给BB收到加密的报文后要做以下几件事1把被加密的一次性密钥和被加密的报文XD(H)分离开2用自己的私钥解出A的一次性密钥3用接出的一次性密钥对报文XD(H)进行解密然后分理出明文X和D(H)4用A的公钥对D(H进行签名核实得出报文摘要H5对X进行报文摘要运算得出报文摘要看是否和H一样。如一样则电子邮件的发送方鉴别就通过了报文的完整性也得到肯定。Ⅱ、PEM协议privacy enhanced mail。有比PGP更完善的密钥管理机制。七、链路加密与端到端加密从网络传输角度看有这两种不同的加密策略。1.链路加密E是加密D是解密。由于协议数据单元PDU中的协议控制信息和数据都被加密这就掩盖了源点和终点的地址。若在结点间保持连续的密文序列则PDU的频度和长度也就得到掩盖。这就防止了流量分析。由于不需要传送额外的数据因此不会减少网络的有效带宽。缺点在于在中间结点暴露了信息的内容。在网络互连的情况下仅采用链路加密是不能实现通信安全的。2.端到端加密是在源点和终点中对传送的PDU进行加密和解密。报文的安全性不会因中间结点的不可靠而受到影响。端到端加密应在运输层或应用层来实现。若选择在运输层加密可以使安全措施对用户来说是透明的这样可不必为每一个用户提供单独的安全保护但容易遭受运输层以上的攻击。当选择在应用层加密时用户可根据自己的特殊要求来选择不同的加密算法而不会影响其他用户。这样端到端更容易适合不同用户的要求。在端到端加密的情况下PDU的控制信息部分如源点地址、终点地址、路由信息等不能被加密否则中间结点就不能正确选择路由。这就使得这种方法易于受到流量分析的攻击。虽然也可以通过发送一些假的PDU来掩盖有意义的报文流动报文填充但这要以降低网络性能为代价。若各结点都使用对称密钥体制则各结点必须持有与其他结点相同的密钥这就需要在全网范围内进行密钥管理和分配。为了获得更好的安全性可将链路加密与端到端加密结合在一起使用。链路加密用来对PDU的目的地址进行加密而端到端加密则提供了对端到端的数据进行保护。八、防火墙是一种特殊编程的路由器安装在一个网点和网络的其余部分之间。目前是实施访问控制策略。这个访问控制策略是由使用防火墙的单位自行制定的。防火墙的功能有两个一个是阻止一个是允许。阻止是阻止某种类型的流量通过防火墙从外部网络到内部网络。防火墙技术有两类①网络级防火墙用来防止整个网络出现外来非法的入侵。属于这类的有分组过滤和授权服务器。前者检查所有流入本网络的信息后者拒绝不符合事先制定好的一套准则数据而后者则是检查用户的登录是否合法。②应用级防火墙从应用程序来进行访问控制通常使用应用网关或代理服务器来区分各种应用。**使用两个局域网的原因**使穿过防火墙的各种分组必须通过分组过滤路由器和应用网关的检查而没有任何其他的路径。分组过滤是靠系统管理员所设置的表格来实现的。表格列出了可接受的、必须阻拦的目的站和源站。TCP的端口号指出了在TCP上面的应用程序所以如果在因特网进入防火墙的分组过滤器中将所有目的端口号为xx的入分组进行阻拦。但阻拦出分组要麻烦因为它们有时不使用标准的端口号有的是动态分配端口号。应用网关是从应用层的角度来检查每一个分组。例如一个邮件网关在检查每一个邮件时要根据邮件的首部或报文的大小甚至是报文的内容例如有没有涉及敏感词来确定该邮件能否通过防火墙。如何系统学习网络安全网络安全作为数字时代的核心技术基石已成为保障各行业安全稳定运行的坚实屏障。筑牢网络安全的防线掌握先进的防护策略和技能正上升为国家与企业发展的战略优先级。构建稳固的网络安全能力是一个体系的工程需要从夯实基础理论出发持续深化到攻防对抗与应急响应的实战层面。如果你是准备学习网络安全黑客或者正在学习我可以把我自用的360独家内部资料分享给你包含以下内容你应该能用得上①网络安全学习路线②20份渗透测试电子书③安全攻防357页笔记④50份安全攻防面试指南⑤安全红队渗透工具包⑥网络安全必备书籍⑦100个漏洞实战案例⑧安全大厂内部视频资源⑨历年CTF夺旗赛题解析一、网络安全黑客学习路线网络安全黑客学习路线形成网络安全领域所有的知识点汇总它的用处就在于你可以按照上面的知识点去找对应的学习资源保证自己学得较为全面。二、网络安全教程视频我们在看视频学习的时候不能光动眼动脑不动手比较科学的学习方法是在理解之后运用它们这时候练手项目就很适合了。三、网络安全CTF实战案例光学理论是没用的要学会跟着一起敲要动手实操才能将自己的所学运用到实际当中去这里带来的是CTFSRC资料HW资料毕竟实战是检验真理的唯一标准嘛~四、网络安全面试题最后我们所有的作为都是为就业服务的所以关键的临门一脚就是咱们的面试题内容所以面试题板块是咱们不可或缺的部分这里我给大家准备的就是我在面试期间准备的资料。网安其实不难难的是坚持和相信自己我的经验是既然已经选定网安你就要相信它相信它能成为你日后进阶的高效渠道这样自己才会更有信念去学习才能在碰到困难的时候坚持下去。机会属于有准备的人这是一个实力的时代。人和人之间的差距不在于智商而在于如何利用业余时间只要你想学习什么时候开始都不晚不要担心这担心那你只需努力剩下的交给时间这份完整版的网络安全学习资料已经上传CSDN朋友们如果需要可以微信扫描下方CSDN官方认证二维码免费领取【保证100%免费】