1.1  计算机网络安全的基本概念

1.1. 1  网络安全的定义

计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备通过通信 线路连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源 共享和信息传输的计算机系统。

从一般意义来看，安全是指没有危险和不出事故。对于计算机网络而言，其安全问题是  指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不遭到偶然的或者恶意的原因破坏、 更改、泄露，系统连续、可靠、正常地运行，网络服务不中断。从广义上来说，凡是涉及网络上  信息的保密性、完整性、可用性、真实性和可控性的相关技术和理论都是网络安全所要研究

的领域。

计算机网络的安全实际上包括两方面的内容： 一是网络的系统安全，二是网络的信息 安全。由于计算机网络最重要的资源是它向用户提供的服务及其所拥有的信息，因而计算 机网络的安全性可以定义为：保障网络服务的可用性和网络信息的完整性。前者要求网络 向所有用户有选择地随时提供各自应得到的网络服务，后者则要求网络保证信息资源的保 密性、完整性、可用性和准确性。可见，建立安全的网络系统要解决的根本问题是如何在保 证网络的连通性、可用性的同时对网络服务的种类、范围等进行适当程度的控制从而保障系 统的可用性和信息的完整性不受影响。

由此可见，网络安全涉及的内容既有技术方面的问题，也有管理方面的问题，二者相互 补充，缺一不可。技术方面主要侧重于防范外部非法用户的攻击，管理方面则侧重于内部人 为因素的管理。如何更有效地保护重要的信息数据、提高计算机网络系统的安全性已经成 为所有计算机网络应用必须考虑和必须解决的一个重要问题。

1.1.2  网络安全的基本特征

一个安全的计算机网络通常应具有以下几个特点。

1.  保密性

保密性是指网络信息不被泄露的特性。保密性是保证网络信息安全的一个非常重要的 手段。保密性可以保证即使信息泄露，非授权用户在有限的时间内也无法识别真正的信息 内容。常用到的保密措施主要包括：信息加密和物理保密(限制、隔离、隐蔽、控制),防辐 射，防监听等。

2.  完整性

完整性是指网络信息未经授权不能进行改变的特性，即网络信息在存储和传输过程中 不被删除、修改、伪造、乱序、重放和插入等操作改变，保持信息的原样。影响网络信息完整 性的主要因素包括设备故障、误码、人为攻击以及计算机病毒等。

3.  可用性

可用性是指网络信息可被授权用户访问的特性，即网络信息服务在需要时能够保证授 权用户使用。这里包含两个含义：当授权用户访问网络时不致被拒绝；授权用户访问网络 时要进行身份识别与确认，并且对用户的访问权限加以规定的限制。

4. 可控性

可控性是指可被授权实体访问并按需求使用的特性，即当需要时应能存取所需的信息。 可控性要求能对信息的传播及内容具有控制能力。

5. 可靠性

可靠性是网络系统安全最基本的要求，主要是指网络系统硬件和软件无故障运行的性  能。提高可靠性的具体措施主要包括：提高设备质量，配备必要的冗余和备份，采取纠错、 自愈和容错等措施，强化灾害恢复机制，合理分配负荷等。

6.  不可抵赖性

不可抵赖性也称作不可否认性，主要用于网络信息的交换过程，保证信息交换的参与者

都不可能否认或抵赖曾进行的操作，类似于在发文或收文过程中的签名和签收的过程。

1.2     计算机网络面临的安全威胁

由于早期 Internet   仅为一个完全非营利性的信息共享平台，在安全机制方面的考虑较 少。然而，随着 Internet   的全球化与商业化，安全问题越来越突出，因此安全性已成为人们 广泛关注的问题。

1.2. 1  影响网络安全的因素

计算机网络的安全隐患多数是利用网络系统本身存在的安全弱点，而在网络的使用、管 理过程中的不当行为可能会进一步加剧安全问题的严重性。影响网络安全的因素有很多， 归纳起来主要包括3个方面：技术因素、管理因素和人为因素。

1.  技术因素

从技术因素来看，主要包括硬件系统的安全缺陷、软件系统的安全漏洞和系统安全配置 不当造成的其他安全漏洞3种情况。

(1)硬件系统的安全缺陷。由于理论或技术的局限性，必然会导致计算机及其硬件设 备存在这样或那样的不足，进而在使用时可能产生各种各样的安全问题。

(2)软件系统的安全漏洞。在软件设计时期，人们为了能够方便不断改进和完善所涉 及的系统软件和应用软件，开设了“后门”以便更新和修改软件的内容，这种后门一旦被攻击 者掌握将成为影响系统安全的漏洞。同时，在软件开发过程中，由于结构设计的缺陷或编写 过程的不规范也会导致安全漏洞的产生。

(3)系统安全配置不当造成的其他安全漏洞。通常在系统中都有一个默认配置，而默  认配置的安全性通常较低。此外，在网络配置时出现错误，存在匿名 FTP 、Telnet   的开放、 密码文件缺乏适当的安全保护、命令的不合理使用等问题都会导致或多或少的安全漏洞。 黑客就有可能利用这些漏洞攻击网络，影响网络的安全性。

2. 管理因素

管理因素主要是指网络管理方面的漏洞。通常来说，很多机构在设计内部网络时，主要 关注来自外部的威胁，对来自内部的攻击考虑较少，导致内部网络缺乏审计跟踪机制，网络 管理员没有足够重视系统的日志和其他信息。另外，管理人员的素质较差、管理措施的完善 程度不够以及用户的安全意识淡薄等都会导致网络安全问题。

3.  人为因素

安全问题最终根源都是人的问题。前面提到的技术因素和管理因素均可以归结到人的 问题。根据人的行为可以将网络安全问题分为人为的无意失误和人为的恶意攻击。

(1)人为的无意失误。此类问题主要是由系统本身故障、操作失误或软件出错导致的。 例如管理员安全配置不当造成的安全漏洞、网络用户安全意识不强带来的安全威胁等。

(2)人为的恶意攻击。此类问题是指利用系统中的漏洞而进行的攻击行为或直接破坏 物理设备和设施的攻击行为。例如病毒可以突破网络的安全防御入侵到网络主机上，可能

造成网络系统的瘫痪等安全问题。

1.2.2  网络攻击类型

计算机网络的主要功能是传输信息，信息传输主要面临的威胁包括如下四类：

(1)截获：攻击者从网络上窃听他人的通信内容。

(2)中断：攻击者有意中断他人在网络上的通信。

(3)篡改：攻击者故意篡改在网络上传输的报文。

(4)伪造：攻击者伪造信息在网络上传输。

当前网络安全的威胁主要体现在以下几个方面：

(1) 网络协议中的缺陷：例如 TCP/IP   协议的安全问题等。

(2)窃取信息：例如通过物理搭线、监视信息流、接收辐射信号、会话劫持、冒名顶替等 形式窃取通信信息。

(3)非法访问：通过伪装、IP 欺骗、重放、破译密码等方法滥用或篡改网络信息。

(4)恶意攻击：通过拒绝服务攻击、垃圾邮件、逻辑炸弹、木马工具等中断网络服务或 破坏网络资源。

(5)黑客行为：由于黑客的入侵或破坏，造成非法访问、拒绝服务、计算机病毒、网络钓 鱼等。

(6)计算机病毒：例如利用病毒破坏计算机功能或破坏数据，影响计算机使用或破坏 网络。

(7)电子间谍活动：例如信息流量分析、信息窃取等。

(8)信息战：通过利用、破坏敌方和保护己方的信息系统而展开的一系列作战活动。

(9)人为行为：例如使用不当、安全意识差等。

根据攻击者对网络中信息是否进行更改，网络攻击可分为被动攻击和主动攻击。

(1)被动攻击：攻击者非法截获、窃取通信线路中的信息，使信息保密性遭到破坏，信 息泄露却无法察觉，从而给用户带来巨大的损失。

(2)主动攻击：攻击者通过网络线路将虚假信息或计算机病毒传入信息系统内部，破 坏信息的真实性、完整性及系统服务的可用性，即通过中断、伪造、篡改和重排信息内容造成 信息破坏，使系统无法正常运行。

1.2.3  网络安全威胁的发展趋势

信息技术的发展极大地改变了人们的生活，随之而来的网络安全形势愈加严峻。安全 攻击手段开始由简单化向综合化演变，攻击形式向多样化、复杂化发展。病毒、蠕虫、垃圾邮 件、僵尸网络等攻击持续增长，各种软硬件安全漏洞被利用并进行攻击的综合成本越来越 低，同时，内部人员的蓄意攻击也防不胜防。

网络安全威胁的发展趋势主要包括：

(1)恶意软件的不断演变。木马、蠕虫、僵尸网络等恶意软件针对 Web  的攻击成为新 的热点，这些恶意软件的攻击方式在未来也会有很多演进。

(2) P2P  应用引发新的安全问题。 P2P  技术在给 Internet    带来极大促进的同时，也给 网络应用带来了一些隐患，例如版权问题等。目前 P2P  流量高达整个主干网络流量的40%