內容簡介
全書共分3篇15章。第1篇為網路安全基礎,共3章,主要討論網路安全的基礎知識;第2篇為密碼學基礎,共5章,詳細討論各種密碼算法和技術,特別深入地介紹我國已公布的標準密碼算法;第3篇為網路安全技術與套用,共7章,深入介紹網路實踐中常用的一些網路安全技術及產品。
本書內容豐富,概念清楚,語言精練。在網路安全基本知識和密碼學理論的闡述上,力求深入淺出,通俗易懂;在網路安全技術與產品的講解上,力求理論聯繫實際,面向具體套用。本書在每章的後面提供了思考題和練習題,以便於讀者鞏固所學的知識點;在書末也提供了大量的參考文獻,便於有興趣的讀者繼續深入學習有關內容。
本書可作為信息安全、信息對抗技術、密碼學等專業的本科生教材,也可以用作網路空間安全一級學科的研究生教材。對於廣大網路安全工程師、網路管理員和IT從業人員來說,本書也是很好的參考書和培訓教材。
圖書目錄
第1篇 網路安全基礎
第1章 引言 3
1.1 對網路安全的需求 5
1.1.1 網路安全發展態勢 5
1.1.2 敏感信息對安全的需求 6
1.1.3 網路套用對安全的需求 7
1.2 安全威脅與防護措施 7
1.2.1 基本概念 7
1.2.2 安全威脅的來源 8
1.2.3 安全防護措施 10
1.3 網路安全策略 11
1.3.1 授權 12
1.3.2 訪問控制策略 12
1.3.3 責任 13
1.4 安全攻擊的分類 13
1.4.1 被動攻擊 13
1.4.2 主動攻擊 14
1.5 網路攻擊的常見形式 15
1.5.1 口令竊取 16
1.5.2 欺騙攻擊 16
1.5.3 缺陷和後門攻擊 17
1.5.4 認證失效 18
1.5.5 協定缺陷 19
1.5.6 信息泄漏 19
1.5.7 指數攻擊——病毒和蠕蟲 20
1.5.8 拒絕服務攻擊 21
1.6 開放系統互連安全體系結構 22
1.6.1 安全服務 23
1.6.2 安全機制 25
1.6.3 安全服務與安全機制的關係 26
1.6.4 在OSI層中的服務配置 27
1.7 網路安全模型 27
習題 28
第2章 計算機網路基礎 30
2.1 計算機網路的定義 30
2.2 計算機網路體系的結構 30
2.2.1 網路體系結構的定義 30
2.2.2 兩種典型的網路體系結構 32
2.2.3 網路協定及協定封裝 34
2.3 分組交換技術 35
2.3.1 分組交換技術的概念 35
2.3.2 分組交換的特點 35
2.4 Internet的基本知識 36
2.4.1 Internet的構成 36
2.4.2 服務類別 37
2.4.3 IPv4地址 37
2.4.4 連線埠的概念 40
習題 41
第3章 Internet協定的安全性 43
3.1 Internet協定概述 43
3.2 網際層協定 43
3.2.1 IP協定 43
3.2.2 ARP協定 45
3.2.3 ICMP協定 46
3.2.4 IGMP協定 47
3.2.5 OSPF協定 48
3.2.6 BGP協定 49
3.3 傳輸層協定 50
3.3.1 TCP協定 51
3.3.2 UDP協定 52
3.4 套用層協定 53
3.4.1 RIP協定 53
3.4.2 HTTP協定 54
3.4.3 TELNET協定 55
3.4.4 SSH協定 56
3.4.5 DNS協定 57
3.4.6 SMTP協定 58
3.4.7 MIME協定 60
3.4.8 POP3協定 60
3.4.9 IMAP4協定 61
3.4.10 PGP協定 63
3.4.11 FTP協定 64
3.4.12 TFTP協定 65
3.4.13 NFS協定 65
3.4.14 SNMP協定 66
3.4.15 DHCP協定 67
3.4.16 H.323協定 68
3.4.17 SIP協定 69
3.4.18 NTP協定 70
3.4.19 FINGER協定 71
3.4.20 Whois協定 72
3.4.21 LDAP協定 73
3.4.22 NNTP協定 74
習題 75
第2篇 密碼學基礎
第4章 單(私)鑰密碼體制 79
4.1 密碼體制的定義 79
4.2 古典密碼 80
4.2.1 代換密碼 81
4.2.2 換位密碼 83
4.2.3 古典密碼的安全性 84
4.3 流密碼的基本概念 85
4.3.1 流密碼框圖和分類 86
4.3.2 密鑰流生成器的結構和分類 87
4.3.3 密鑰流的局部統計檢驗 88
4.4 快速軟、硬體實現的流密碼算法 89
4.4.1 A5 89
4.4.2 加法流密碼生成器 90
4.4.3 RC4 91
4.4.4 祖沖之密碼 92
4.5 分組密碼概述 98
4.6 數據加密標準 101
4.6.1 DES介紹 101
4.6.2 DES的核心作用:訊息的隨機非線性分布 103
4.6.3 DES的安全性 103
4.7 高級加密標準 104
4.7.1 Rijndael密碼概述 105
4.7.2 Rijndael密碼的內部函式 106
4.7.3 AES密碼算法 109
4.7.4 AES的密鑰擴展 111
4.7.5 AES對套用密碼學的積極影響 112
4.8 中國商用分組密碼算法SM4 113
4.8.1 SM4密碼算法 113
4.8.2 SM4密鑰擴展算法 116
4.8.3 SM4的安全性 117
4.9 分組密碼的工作模式 117
4.9.1 電碼本模式 118
4.9.2 密碼分組連結模式 118
4.9.3 密碼反饋模式 119
4.9.4 輸出反饋模式 120
4.9.5 計數器模式 122
習題 122
第5章 雙(公)鑰密碼體制 124
5.1 雙鑰密碼體制的基本概念 125
5.1.1 單向函式 125
5.1.2 陷門單向函式 126
5.1.3 公鑰系統 126
5.1.4 用於構造雙鑰密碼的單向函式 126
5.2 RSA密碼體制 128
5.2.1 RSA密碼體制 129
5.2.2 RSA的安全性 130
5.2.3 RSA的參數選擇 133
5.2.4 RSA體制套用中的其他問題 135
5.2.5 RSA的實現 135
5.3 ElGamal密碼體制 136
5.3.1 密鑰生成 136
5.3.2 加解密 136
5.3.3 安全性 136
5.4 橢圓曲線密碼體制 137
5.4.1 實數域上的橢圓曲線 137
5.4.2 有限域Zp上的橢圓曲線 138
5.4.3 GF(2m)上的橢圓曲線 140
5.4.4 橢圓曲線密碼 141
5.4.5 橢圓曲線的安全性 142
5.4.6 ECC的實現 143
5.4.7 當前ECC的標準化工作 143
5.4.8 橢圓曲線上的RSA密碼體制 144
5.4.9 用圓錐曲線構造雙鑰密碼體制 144
5.5 基於身份的密碼體制 145
5.5.1 引言 145
5.5.2 雙線性映射和雙線性D-H假設 146
5.5.3 IBE方案 147
5.5.4 IBE方案的安全性 148
5.6 中國商用密碼SM2算法 151
5.6.1 SM2橢圓曲線推薦參數 151
5.6.2 輔助函式 151
5.6.3 密鑰生成 152
5.6.4 加密 152
5.6.5 解密 153
5.6.6 實例與套用 155
5.7 公鑰密碼體制的安全性分析 155
習題 157
第6章 訊息認證與雜湊函式 159
6.1 認證函式 159
6.1.1 訊息加密 159
6.1.2 訊息認證碼 163
6.1.3 雜湊函式 165
6.2 訊息認證碼 166
6.2.1 對MAC的要求 167
6.2.2 基於雜湊函式的MAC 168
6.2.3 基於分組加密算法的MAC 169
6.3 雜湊函式 169
6.3.1 單向雜湊函式 169
6.3.2 雜湊函式在密碼學中的套用 170
6.3.3 分組疊代單向雜湊算法的層次結構 170
6.3.4 疊代雜湊函式的構造方法 171
6.3.5 套用雜湊函式的基本方式 172
6.4 常用雜湊函式 174
6.4.1 MD系列雜湊函式 174
6.4.2 SHA系列雜湊函式 178
6.4.3 中國商用雜湊函式SM3 181
6.5 HMAC 184
6.5.1 HMAC的設計目標 184
6.5.2 算法描述 185
6.5.3 HMAC的安全性 186
習題 187
第7章 數字簽名 189
7.1 數字簽名基本概念 189
7.2 RSA簽名體制 190
7.2.1 體制參數 190
7.2.2 簽名過程 191
7.2.3 驗證過程 191
7.2.4 安全性 191
7.3 ElGamal簽名體制 191
7.3.1 體制參數 191
7.3.2 簽名過程 192
7.3.3 驗證過程 192
7.3.4 安全性 192
7.4 Schnorr簽名體制 193
7.4.1 體制參數 193
7.4.2 簽名過程 193
7.4.3 驗證過程 193
7.4.4 Schnorr簽名與ElGamal簽名的不同點 194
7.5 DSS簽名標準 194
7.5.1 概況 194
7.5.2 簽名和驗證簽名的基本框圖 195
7.5.3 算法描述 195
7.5.4 DSS簽名和驗證框圖 196
7.5.5 公眾反應 196
7.5.6 實現速度 196
7.6 中國商用數字簽名算法SM2 197
7.6.1 體制參數 197
7.6.2 簽名過程 197
7.6.3 驗證過程 198
7.6.4 簽名實例 199
7.7 具有特殊功能的數字簽名體制 200
7.7.1 不可否認簽名 200
7.7.2 防失敗簽名 200
7.7.3 盲簽名 201
7.7.4 群簽名 201
7.7.5 代理簽名 202
7.7.6 指定證實人的簽名 202
7.7.7 一次性數字簽名 203
7.7.8 雙有理簽名方案 203
7.8 數字簽名的套用 203
習題 203
第8章 密碼協定 205
8.1 協定的基本概念 205
8.1.1 仲裁協定 205
8.1.2 裁決協定 207
8.1.3 自動執行協定 207
8.2 安全協定分類及基本密碼協定 209
8.2.1 密鑰建立協定 209
8.2.2 認證建立協定 214
8.2.3 認證的密鑰建立協定 218
8.3 秘密分拆協定 226
8.4 會議密鑰分配和秘密廣播協定 228
8.4.1 秘密廣播協定 228
8.4.2 會議密鑰分配協定 229
8.5 密碼協定的安全性 229
8.5.1 對協定的攻擊 230
8.5.2 密碼協定的安全性分析 233
習題 235
第3篇 網路安全技術與套用
第9章 數字證書與公鑰基礎設施 239
9.1 PKI的基本概念 239
9.1.1 PKI的定義 239
9.1.2 PKI的組成 239
9.1.3 PKI的套用 241
9.2 數字證書 242
9.2.1 數字證書的概念 243
9.2.2 數字證書的結構 243
9.2.3 數字證書的生成 245
9.2.4 數字證書的簽名與驗證 247
9.2.5 數字證書層次與自簽名數字證書 249
9.2.6 交叉證書 251
9.2.7 數字證書的撤銷 252
9.2.8 漫遊證書 257
9.2.9 屬性證書 258
9.3 PKI體系結構--PKIX模型 259
9.3.1 PKIX服務 259
9.3.2 PKIX體系結構 259
9.4 PKI實例 260
9.5 授權管理設施--PMI 261
9.5.1 PMI的定義 261
9.5.2 PMI與PKI的關係 262
9.5.3 實現PMI的機制 263
9.5.4 PMI模型 264
9.5.5 基於PMI建立安全套用 265
習題 266
第10章 網路加密與密鑰管理 268
10.1 網路加密的方式及實現 268
10.1.1 鏈路加密 268
10.1.2 節點加密 269
10.1.3 端到端加密 269
10.1.4 混合加密 270
10.2 硬體、軟體加密及有關問題 271
10.2.1 硬體加密的優點 271
10.2.2 硬體種類 272
10.2.3 軟體加密 272
10.2.4 存儲數據加密的特點 272
10.2.5 檔案刪除 273
10.3 密鑰管理基本概念 273
10.3.1 密鑰管理 273
10.3.2 密鑰的種類 274
10.4 密鑰生成 275
10.4.1 密鑰選擇對安全性的影響 276
10.4.2 好的密鑰 276
10.4.3 不同等級的密鑰產生的方式不同 276
10.5 密鑰分配 277
10.5.1 基本方法 277
10.5.2 密鑰分配的基本工具 279
10.5.3 密鑰分配系統的基本模式 279
10.5.4 可信第三方TTP 279
10.5.5 密鑰注入 281
10.6 密鑰的證實 281
10.6.1 單鑰證書 282
10.6.2 公鑰的證實技術 283
10.6.3 公鑰認證樹 283
10.6.4 公鑰證書 284
10.6.5 基於身份的公鑰系統 285
10.6.6 隱式證實公鑰 286
10.7 密鑰的保護、存儲與備份 287
10.7.1 密鑰的保護 287
10.7.2 密鑰的存儲 288
10.7.3 密鑰的備份 288
10.8 密鑰的泄漏、吊銷、過期與銷毀 289
10.8.1 泄漏與吊銷 289
10.8.2 密鑰的有效期 289
10.8.3 密鑰銷毀 289
10.9 密鑰控制 290
10.10 多個管區的密鑰管理 291
10.11 密鑰管理系統 293
習題 295
第11章 無線網路安全 296
11.1 無線網路面臨的安全威脅 296
11.2 無線蜂窩網路的安全性 299
11.2.1 GSM的安全性 299
11.2.2 CDMA的安全性 302
11.2.3 3G系統的安全性 304
11.3 無線數據網路的安全性 306
11.3.1 有線等效保密協定 306
11.3.2 802.1x協定介紹 308
11.3.3 802.11i標準介紹 309
11.3.4 802.16標準的安全性 312
11.3.5 WAPI標準簡介 315
11.3.6 WAP的安全性 316
11.4 Ad hoc網路的安全性 319
11.4.1 Ad hoc網路保密與認證技術 320
11.4.2 Ad hoc網路的安全路由 323
11.4.3 Ad hoc網路的入侵檢測 323
11.4.4 Ad hoc網路的信任建立 324
習題 324
第12章 防火牆技術 326
12.1 防火牆概述 326
12.2 防火牆的類型和結構 328
12.2.1 防火牆分類 329
12.2.2 網路地址轉換 331
12.3 靜態包過濾器 336
12.3.1 工作原理 336
12.3.2 安全性討論 340
12.4 動態包過濾防火牆 341
12.4.1 工作原理 341
12.4.2 安全性討論 343
12.5 電路級網關 345
12.5.1 工作原理 346
12.5.2 安全性討論 348
12.6 套用級網關 349
12.6.1 工作原理 350
12.6.2 安全性討論 351
12.7 狀態檢測防火牆 353
12.7.1 工作原理 353
12.7.2 安全性分析 354
12.8 切換代理 356
12.8.1 工作原理 356
12.8.2 安全性討論 356
12.9 空氣隙防火牆 357
12.9.1 工作原理 357
12.9.2 安全性分析 358
12.10 分散式防火牆 359
12.10.1 工作原理 359
12.10.2 分散式防火牆的優缺點 360
12.11 防火牆的發展趨勢 360
12.11.1 硬體化 360
12.11.2 多功能化 361
12.11.3 安全性 362
習題 362
第13章 入侵檢測技術 364
13.1 入侵檢測概述 364
13.1.1 入侵檢測的概念 365
13.1.2 IDS的主要功能 366
13.1.3 IDS的任務 367
13.1.4 IDS的評價標準 368
13.2 入侵檢測原理及主要方法 369
13.2.1 異常檢測基本原理 369
13.2.2 誤用檢測基本原理 370
13.2.3 各種入侵檢測技術 370
13.3 IDS的結構與分類 373
13.3.1 IDS的結構 374
13.3.2 IDS的分類 375
13.4 NIDS 376
13.4.1 NIDS設計 377
13.4.2 NIDS關鍵技術 378
13.5 HIDS 381
13.5.1 HIDS設計 382
13.5.2 HIDS關鍵技術 383
13.6 DIDS 385
13.7 IDS設計上的考慮與部署 386
13.7.1 控制台的設計 386
13.7.2 自身安全設計 387
13.7.3 IDS的典型部署 388
13.8 IDS的發展方向 389
習題 391
第14章 VPN技術 392
14.1 VPN概述 392
14.1.1 VPN的概念 392
14.1.2 VPN的特點 392
14.1.3 VPN的分類 393
14.1.4 VPN關鍵技術 394
14.2 隧道協定與VPN 395
14.2.1 第2層隧道協定 396
14.2.2 第3層隧道協定 398
14.3 IPSec VPN 399
14.3.1 IPSec協定概述 399
14.3.2 IPSec的工作原理 400
14.3.3 IPSec中的主要協定 401
14.3.4 安全關聯 404
14.3.5 IPSec VPN的構成 405
14.3.6 IPSec的實現 406
14.4 SSL/TLS VPN 406
14.4.1 TLS協定概述 406
14.4.2 TLS VPN的原理 407
14.4.3 TLS VPN的優缺點 409
14.4.4 TLS VPN的套用 410
14.4.5 TLS VPN與IPSec VPN比較 410
14.5 PPTP VPN 411
14.5.1 PPTP概述 411
14.5.2 PPTP VPN的原理 412
14.5.3 PPTP VPN的優缺點 413
14.6 MPLS VPN 413
14.6.1 MPLS協定概述 414
14.6.2 MPLS VPN的原理 415
14.6.3 MPLS VPN的優缺點 416
習題 418
第15章 身份認證技術 420
15.1 身份證明 420
15.1.1 身份欺詐 420
15.1.2 身份證明系統的組成和要求 421
15.1.3 身份證明的基本分類 422
15.1.4 實現身份證明的基本途徑 422
15.2 口令認證系統 423
15.2.1 概述 423
15.2.2 口令的控制措施 425
15.2.3 口令的檢驗 425
15.2.4 口令的安全存儲 426
15.3 個人特徵的身份證明技術 427
15.3.1 手書籤字驗證 427
15.3.2 指紋驗證 428
15.3.3 語音驗證 429
15.3.4 視網膜圖樣驗證 429
15.3.5 虹膜圖樣驗證 429
15.3.6 臉型驗證 430
15.3.7 身份證明系統的設計 430
15.4 一次性口令認證 431
15.4.1 挑戰/回響機制 431
15.4.2 口令序列機制 432
15.4.3 時間同步機制 432
15.4.4 事件同步機制 433
15.4.5 幾種一次性口令實現機制的比較 434
15.5 基於證書的認證 435
15.5.1 簡介 435
15.5.2 基於證書認證的工作原理 435
15.6 智慧卡技術及其套用 438
15.7 AAA認證協定與移動IP技術 440
15.7.1 AAA的概念及AAA協定 441
15.7.2 移動IP與AAA的結合 444
習題 446
參考文獻 448