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第1章計算機網絡安全概述

1.1計算機網絡安全研究的動因

1.1.1網絡自身的設計缺陷

1.1.2Internet應用的快速發展帶來的安全問題

1.2信息安全、網絡安全、網絡空間安全

1.2.1信息安全

1.2.2網絡安全

1.2.3網絡空間安全

1.2.4信息安全、網絡安全、網絡空間安全的區別

1.3網絡安全威脅的類型

1.3.1物理威脅

1.3.2軟件漏洞威脅

1.3.3身份鋻別威脅

1.3.4線纜連接威脅

1.3.5有害程序威脅

1.4安全策略和安全等級

1.4.1安全策略

1.4.2安全性指標和安全等級

1.5網絡安全模型

1.5.1綜合安全服務模型

1.5.2網絡通信和訪問安全模型

*1.6信息安全等級保護

1.6.1信息安全等級保護的等級劃分和實施原則

1.6.2信息安全等級保護2.0

1.7常用的網絡安全管理技術

1.7.1物理安全技術

1.7.2安全隔離

1.7.3訪問控制

1.7.4加密通道

1.7.5蜜罐技術

1.7.6災難恢復和備份技術

1.7.7上網行為管理

習題1

第2章網絡安全密碼學基礎

2.1數據加密概述

2.1.1數據加密的必要性

2.1.2數據加密的基本概念

2.1.3對稱加密和非對稱加密

2.1.4序列密碼和分組密碼

2.1.5網絡加密的實現方法

2.1.6軟件加密和硬件加密

2.2古典密碼介紹

2.2.1簡單替換密碼

2.2.2雙重置換密碼

2.2.3“一次一密”密碼

2.3對稱加密——流密碼

2.3.1流密碼的工作原理

2.3.2A5/1算法

2.3.3RC4算法

2.4對稱加密——分組密碼

2.4.1Feistel密碼結構

2.4.2數據加密標準

2.4.3三重數據加密標準

2.4.4高級加密標準

2.4.5其他分組密碼算法

2.5非對稱加密

2.5.1非對稱加密概述

2.5.2RSA算法

2.5.3DiffieHellman密鑰交換

2.5.4橢圓曲線密碼

2.6數字簽名

2.6.1數字簽名的概念和要求

2.6.2利用對稱加密方式實現數字簽名

2.6.3利用非對稱加密方式實現數字簽名

2.7消息認證和Hash函數

2.7.1消息認證的概念和現狀

2.7.2消息認證碼

2.7.3Hash函數

2.7.4消息認證的一般實現方法

2.7.5報文摘要MD5

2.7.6安全散列算法SHA512

2.7.7基於Hash的消息認證碼

2.8密鑰的管理

2.8.1對稱加密繫統中的密鑰管理

2.8.2非對稱加密繫統中的密鑰管理

習題2

第3章PKI/PMI技術及應用

3.1PKI概述

3.1.1PKI的概念

3.1.2PKI與網絡安全

3.1.3PKI的組成

3.2認證機構

3.2.1CA的概念

3.2.2CA的組成

3.2.3CA之間的信任關繫

3.2.4密鑰管理

3.3證書及管理

3.3.1證書的概念

3.3.2數字證書的格式

3.3.3證書申請和發放

3.3.4證書撤銷

3.3.5證書更新

3.3.6數字證書類型

3.4PMI技術

3.4.1PMI的概念

3.4.2PMI的組成

3.4.3基於角色的訪問控制

3.4.4PMI繫統框架

3.4.5PMI與PKI之間的關繫 

*3.5輕型目錄訪問協議

3.5.1目錄服務與LDAP

3.5.2LDAP的模型

3.5.3LDAP的功能模塊和工作過程

習題3

第4章身份認證技術

4.1身份認證概述

4.1.1身份認證的概念

4.1.2認證、授權與審計

4.2基於密碼的身份認證

4.2.1密碼認證的特點

4.2.2密碼認證的安全性

4.2.3S/Key協議

4.2.4Lamport算法

4.2.5密碼認證中的其他問題

4.3基於地址的身份認證

4.3.1地址與身份認證

4.3.2智能卡認證

4.4生物特征身份認證

4.4.1生物特征認證的概念

4.4.2指紋識別

4.4.3虹膜識別

4.4.4人臉識別

4.5零知識證明身份認證

4.5.1零知識證明身份認證的概念

4.5.2交互式零知識證明

4.5.3非交互式零知識證明

4.6Kerberos協議

4.6.1Kerberos協議簡介

4.6.2Kerberos繫統的組成

4.6.3Kerberos的基本認證過程

4.7SSL協議

4.7.1SSL概述

4.7.2SSL握手協議

4.7.3SSL記錄協議

4.8RADIUS協議

4.8.1RADIUS協議的功能和結構

4.8.2RADIUS工作原理

*4.9統一身份認證技術

4.9.1基於SAML 2.0的身份認證

4.9.2基於OAuth 2.0的身份認證

4.9.3基於OpenID的身份認證

習題4

第5章TCP/IP體繫的協議安全

5.1TCP/IP體繫

5.1.1TCP/IP體繫的分層特點

5.1.2TCP/IP各層的主要功能

5.1.3TCP/IP網絡中分組的傳輸示例

5.2TCP/IP體繫的安全

5.2.1針對頭部的安全

5.2.2針對協議實現的安全

5.2.3針對驗證的安全

5.2.4針對流量的安全

5.3ARP安全

5.3.1ARP概述

5.3.2ARP欺騙

5.3.3ARP欺騙的防範

5.4DHCP安全

5.4.1DHCP概述

5.4.2DHCP的安全問題

5.4.3非法DHCP服務的防範

5.5TCP安全

5.5.1TCP概述

5.5.2TCP的安全問題

5.5.3操作繫統中TCP SYN泛洪的防範

5.6DNS安全

5.6.1DNS概述

5.6.2DNS的安全問題

5.6.3域名繫統安全擴展

5.6.4DNS繫統的安全設置

習題5

第6章惡意代碼與防範

6.1惡意代碼概述

6.1.1惡意代碼的概念、類型和特征

6.1.2惡意代碼的演進過程及特性

6.2計算機病毒概述

6.2.1計算機病毒的概念

6.2.2計算機病毒的特征

6.2.3計算機病毒的分類 

6.2.4計算機病毒的演變過程

6.3蠕蟲的清除和防範方法

6.3.1蠕蟲的概念和特征

6.3.2蠕蟲的分類和主要感染對像

6.3.3繫統感染蠕蟲後的表現

6.3.4蠕蟲的防範方法

6.4腳本病毒的清除和防範方法

6.4.1腳本的特征

6.4.2腳本病毒的特征

6.4.3腳本病毒的防範方法

6.5木馬的清除和防範方法

6.5.1木馬的特征和類型

6.5.2木馬的隱藏方式

6.5.3繫統中植入木馬後的運行和表現形式

6.5.4木馬的防範方法

6.5.5病毒、蠕蟲和木馬

6.6間諜軟件和防範方法

6.6.1間諜軟件的概念

6.6.2間諜軟件的入侵方式 

6.6.3間諜軟件的防範

6.6.4軟件嵌入式廣告

*6.7勒索軟件

6.7.1勒索軟件的概念和特征

6.7.2勒索軟件的發展及典型勒索軟件介紹

6.7.3勒索軟件的防範方法

習題6

第7章網絡攻擊與防範

7.1網絡攻擊概述

7.1.1網絡入侵與攻擊的概念

7.1.2拒絕服務攻擊

7.1.3利用型攻擊 

7.1.4信息收集型攻擊 

7.1.5假消息攻擊 

7.1.6腳本和ActiveX攻擊

7.2DoS和DDoS攻擊與防範

7.2.1DoS攻擊的概念

7.2.2DDoS攻擊的概念

7.2.3利用軟件運行缺陷的攻擊和防範

7.2.4利用防火牆防範DoS/DDoS攻擊

7.3IDS技術及應用

7.3.1IDS的概念

7.3.2IDS的分類

7.3.3IDS的信息收集

7.3.4IDS的信息分析

7.3.5IDS的主要實現技術

7.3.6IDS部署實例分析

7.3.7IDS的特點

7.4IPS技術及應用

7.4.1IPS的概念

7.4.2IPS的分類

7.4.3IPS的發展

*7.5漏洞掃描

7.5.1漏洞掃描的概念

7.5.2漏洞掃描的步驟和分類

7.5.3漏洞掃描繫統

習題7

第8章防火牆技術及應用

8.1防火牆技術概述

8.1.1防火牆的概念、基本功能及工作原理

8.1.2防火牆的基本準則

8.2防火牆的應用

8.2.1防火牆在網絡中的應用

8.2.2防火牆應用的局限性

8.3防火牆的基本類型

8.3.1包過濾防火牆

8.3.2代理防火牆

8.3.3狀態檢測防火牆

8.3.4分布式防火牆

8.4個人防火牆技術

8.4.1個人防火牆概述

8.4.2個人防火牆的主要功能

8.4.3個人防火牆的主要技術

8.4.4個人防火牆的現狀及發展

*8.5Web應用防火牆

8.5.1Web應用安全概述

8.5.2傳統網絡安全產品的局限性

8.5.3Web應用防火牆技術

8.5.4Web應用防火牆的應用

*8.6網絡安全態勢感知

8.6.1網絡安全態勢感知產生的背景

8.6.2網絡安全態勢感知的概念

8.6.3網絡安全態勢感知的實現原理

8.6.4網絡安全態勢感知的實現方法

習題8

第9章VPN技術及應用

9.1VPN技術概述

9.1.1VPN的概念

9.1.2VPN的基本類型及應用

9.1.3VPN的實現技術

9.1.4VPN的應用特點

9.2VPN的隧道技術

9.2.1VPN隧道的概念

9.2.2隧道的基本類型

9.3實現VPN的第二層隧道協議

9.3.1PPTP

9.3.2L2F

9.3.3L2TP

9.4實現VPN的第三層隧道協議

9.4.1GRE

9.4.2IPSec

9.5VPN實現技術

*9.5.1MPLS VPN

9.5.2SSL VPN

習題9

*第10章網絡安全前沿技術

10.1可信計算

10.1.1可信計算概述

10.1.2可信根

10.1.3信任鏈

10.1.4密鑰和證書體繫

10.1.5可信平臺模塊和可信計算平臺

10.2大數據安全

10.2.1大數據概述

10.2.2大數據關鍵技術

10.2.3大數據安全挑戰

10.2.4大數據安全技術

10.3物聯網安全

10.3.1物聯網概述

10.3.2物聯網的結構

10.3.3物聯網的安全挑戰

10.3.4物聯網安全技術

10.4區塊鏈技術

10.4.1區塊鏈技術概述

10.4.2區塊鏈基礎架構

10.4.3區塊鏈數據結構

10.4.4區塊鏈網絡

10.4.5區塊鏈共識機制

10.4.6智能合約

10.5暗網

10.5.1暗網概述

10.5.2Tor網絡

10.5.3洋蔥路由

習題10

參考文獻

本書在知識體繫的構建和內容選擇上進行了科學安排，在信息呈現方式上花費了大量時間和精力，力求能夠體現以下特色。
一是實。作為一本適用於本科生和研究生教學需要的專業教材，在內容組織上必須全面繫統，尤其是基礎知識要成體繫，不能存在知識點上的盲區。同時，在內容的表述上要準確，要言簡意賅，詞要達意，而且全書應保持語言風格上的一致性，盡量不讓讀者在語言理解上花費時間。還有，要善於凝練和總結，計算機網絡安全內容涉及許多標準和規範，但在教材中不能簡單地將其羅列，而需要在喫透內容的同時，再用易於被讀者接受的敘述語言和圖表方式表述出來。
二是新。在專業知識的學習上，不能一味地追求實用主義，而必須強調專業的基礎理論，以培養專業知識扎實、有專業後勁的專門人纔。但是，對於計算機網絡安全來說，作為一門非常“接地氣”的課程，在內容的選擇上必須體現“新”字，即教材內容要能夠充分反映網絡安全現狀，對於常見網絡安全問題的解決，要能夠在教材中找到具體的方法或給予必要的指導。同時，在學習了本課程後，能夠形成針對網絡空間的整體安全觀，掌握繫統解決各類網絡安全問題的方法或思路。
三是全。這裡所講的全是指內容的完整性。其實，在網絡安全事件頻發、安全風險不斷增加的今天，要將計算機網絡安全涉及的內容放在一本書中講解幾乎是不現實的。為了使本書內容盡可能全面地涵蓋計算機網絡安全知識，在章節安排及每章內容選擇上都進行了充分考慮和周密安排，盡可能使計算機網絡安全中所涉及的主要內容和關鍵技術（尤其是一些新技術）都能夠在教材中得以體現。
本書主要內容包括計算機網絡安全概述、網絡安全密碼學基礎、PKI/PMI技術及應用、身份認證技術、TCP/IP體繫的協議安全、惡意代碼與防範、網絡攻擊與防範、防火牆技術及應用、VPN技術及應用和網絡安全前沿技術等。其中，書中帶“*”的章節是目前計算機網絡安全中較新的內容，在具體教學過程中可根據教學目標、課程設置、課時安排等教學計劃來選用。
考慮到教學需要，也為了能夠充分體現每章內容在結構上的連續性，本書內容不再涉及具體的實驗和操作指導，而單獨編寫了另一本實驗指導書——《計算機網絡安全實驗實訓》，書中有針對性地設計了大量的實驗和實訓內容，用以指導實驗課程和實訓項目的進行。
本書提供教學大綱、教學課件、電子教案、教學進度表等配套資源； 本書還提供220分鐘的微課視頻。資源下載提示

課件等資源： 掃描封底的“課件下載”二維碼，在公眾號“書圈”下載。

素材（源碼）等資源： 掃描目錄上方的二維碼下載。

視頻等資源： 掃描封底刮刮卡中的二維碼，再掃描書中相應章節中的二維碼，可以在線學習。

本書在編寫過程中得到了清華大學出版社魏江江分社長的大力支持，也得到了作者家人及同事們的幫助，尤其是諸葛程晨博士、徐傑博士、劉家銀博士對書中文字內容進行了校對，並細心制作了教學課件。由於作者水平有限，書中難免存在一些缺點，希望廣大師生和讀者批評指正。
作者2020年8月