中北大學信息安全原理用應用解答題復習

信息安全原理與應用復習題第一章1、安全的CIA指的是什么？信息安全指機密性完整性和可用性不可否定性鑒別審計可靠性等。C代表機密性confidentiality即保證信息為授權者享用而不泄露給未經(jīng)授權者。I代表完整性integrity包含數(shù)據(jù)完整性和系統(tǒng)完整性。A代表可用性availability即保證信息和信息系統(tǒng)隨時為授權者提供服務而不是出現(xiàn)非授權者濫用卻對授權者拒絕服務的情況。通信系統(tǒng)的典型攻擊形式有哪些？總體可分為兩類：被動攻擊與主動攻擊。被動攻擊，一般在信息系統(tǒng)的外部運行，對信息網(wǎng)絡本身不造成破壞，系統(tǒng)仍可以正常運行，非常難以被檢測到，但易于防范。如竊聽或者偷窺、信息內(nèi)容的泄露、流量分析等。主動攻擊，是非法入侵者對數(shù)據(jù)流的修改，直接進入信息系統(tǒng)內(nèi)部，往往會影響系統(tǒng)的正常運行，可被檢測到，但難以防范。如偽裝、重放、消息篡改和拒絕服務。ISO7498-2定義的五大類安全服務是什么？數(shù)據(jù)機密性數(shù)據(jù)完整性不可否認性鑒別訪問控制1.數(shù)據(jù)機密性用加密機制實現(xiàn)的。分為連接保密無連接保密選擇字段保密信息流機密性。2.數(shù)據(jù)完整性數(shù)據(jù)本身真實性的證明。兩方面單個數(shù)據(jù)單元或字段的完整性、數(shù)據(jù)單元流或字段流的完整性。3.不可否認性一種防止源點或終點抵賴的鑒別技術。分為有數(shù)據(jù)原發(fā)證明的抗抵賴和有交付證明的抗抵賴。數(shù)字簽名是實現(xiàn)抗抵賴服務的機制。4.鑒別是確認實體是它所聲明。分為實體鑒別和數(shù)據(jù)原發(fā)鑒別。消息鑒別指的是一個證實收到的消息來自可信的源點且未被篡改的過程。5.訪問控制針對越權使用資源的防御措施。兩種形式非法用戶進入系統(tǒng)和合法用戶對系統(tǒng)資源的非法使用。簡述現(xiàn)有的安全模型有哪些？1.通信安全模型通信一方通過公開信道將消息傳送給另一方要保護信息傳輸?shù)臋C密性、真實性等特性的時候就涉及通信安全。2.信息訪問安全模型希望保護信息系統(tǒng)不受到有害的訪問。有害訪問有由黑客引起和來自惡意軟件。3.動態(tài)安全模型安全策略是模型的核心具體的實施過程中策略意味著網(wǎng)絡安全要大道地目標。防護包括安全規(guī)章、安全配置和安全措施檢測有異常檢測和誤用檢測響應包括報告、記錄、反應和恢復等措施。第二章解釋古典密碼分析的兩個基本方法是什么？窮舉法和統(tǒng)計分析法。解釋實現(xiàn)古典密碼的兩個基本運算是什么？代替和置換（換位）。解釋密碼編碼的Kerchoff原則是什么，為什么基于米要保密的算法更安全和實用？Kerchoff原則：加密算法應建立在變換規(guī)則的公開不影響明文和密鑰的安全的基礎上。理由如下：（1）攻擊者總會設法找到算法；（2）更換密鑰比更換密碼算法更容易；（3）公開的算法更安全；（4）商業(yè)應用的需要。密文為c，名為為m，26個字母編號為0~25，加密算法為c=7m+11（mod26），當明文為hello時，對應的密文是什么？hello對應的數(shù)字:

7,4,11,11,14

對應密文:inkkf設π為集合{1，...，8}上的置換：x12345678π（x）41627385求出逆置換π-1逆置換π-1為：x12345678π-1（x）24618357第三章DES算法中，s盒p盒的作用是什么？S盒的作用是混淆(Confusion),主要增加明文和密文之間的復雜度（包括非線性度等）。P盒的作用是擴散(Diffusion),目的是讓明文和密鑰的影響迅速擴散到整個密文中。即1位的明文或密鑰的改變會影響到密文的多個比特，即雪崩效應。對稱分組密碼的工作模式主要有哪幾種，各有什么優(yōu)缺點？①

電子密碼本模式····EBC

每次加密均產(chǎn)生獨立的密文分組，密文分組相互不影響。優(yōu)點簡單沒有誤差傳遞的問題，缺點不能隱藏明文的模式，官方容易被替換重排刪除等操作。

②

密文鏈接模式·····CBC

明文加密前需先與前面的密文進行異或運算(XOR)后再加密，因此只要選擇不同的初始向量相同的明文加密后也能產(chǎn)生不同的密文，優(yōu)點：密文上下文關聯(lián)，官方內(nèi)容如果被替換、重排、刪除或網(wǎng)絡錯誤都無法完成解密還原，缺點：不得于并行計算。③

密文反饋模式·····CFB

其需要初始化向量和密鑰兩個內(nèi)容，首先先對密鑰對初始向量進行加密，得到結(jié)果(分組加密后)與明文進行移位異或運算后得到密文，然后前一次的密文充當初始向量再對后續(xù)明文進行加密。優(yōu)點：隱藏了明文的模式，缺點：不利于并行計算，存在誤差傳送。④

輸出反饋模式·····OFB

需要初始化向量和密鑰，首先運用密鑰對初始化向量進行加密，其結(jié)果有兩個作用：1、與明文塊進行異或運算生產(chǎn)密文塊。2、充當下個初始化向量，參與對下個明文塊的加密。優(yōu)點：隱藏了明文的模式。沒有誤差傳送問題。缺點：不利于并行計算器對明文的主動攻擊是可能的，安全性比CFB差.

⑤

計數(shù)器模式······CTR

特點初始化向量有計數(shù)器生成。每次加密的初始化向量由計數(shù)器生成。優(yōu)點：可并行計算；安全至少和CBC一樣好；缺點：沒有錯誤傳播不晚確保數(shù)量完整性三重DES采用EDE的模式有什么好處？由于

DES

密鑰只有

56bit，易于遭受窮舉時攻擊。

作為一種替代加密方案，Tuchman

提出使用兩個密鑰的三重

DES

加密方法，并在

1985

年成為美國的一個商用加密標準。

該方法使用兩個密鑰，執(zhí)行三次

DES

算法，

加密的過程是加密-解密-加密，解密的過程是解密-加密-解密。采用兩個密鑰進行三重加密的好處有：

①兩個密鑰合起來有效密鑰長度有

112bit，

可以滿足商業(yè)應用的需要，

若采用總長為168bit

的三個密鑰，會產(chǎn)生不必要的開銷。

②加密時采用加密-解密-加密，而不是加密-加密-加密的形式，這樣有效的實現(xiàn)了與現(xiàn)有

DES

系統(tǒng)的向后兼容問題。

因為當

K1=K2

時，三重

DES

的效果就和原來的

DES

一樣，有助于逐漸推廣三重

DES。

③三重

DES

具有足夠的安全性，目前還沒有關于攻破三重

DES

的報道。為什么流密碼的密鑰不能重復使用？如果用流密碼對兩個明文加密中使用相同的密碼，則密碼分析就會相當容易。如果對兩個密文流進行異或，改進協(xié)議是：端--端（STS）協(xié)議和MTI協(xié)議糾錯碼、壓縮和加密如果要共同用于通信系統(tǒng)，合適的順序是什么？為什么？錯誤控制錯誤控制加密壓縮解壓縮解密錯誤控制信源信宿重復請求如何進行徹底的文件刪除？大多數(shù)計算機刪除文件時，只是刪除文件的索引，此外，虛擬存儲器意味著計算機可以在任何時候往硬盤上讀、寫數(shù)據(jù)。要想徹底刪除數(shù)據(jù)只有使用多次物理寫入的辦法。NIST對電子隧道顯微鏡的研究表明即使多次重寫也是不夠的，對存儲介質(zhì)進行物理損毀才是最安全的辦法。第七章什么是PKI，一個典型的PKI包含哪些組件？PKI，（PublicKeyInfrastructure）公開密鑰基礎設施，所謂PKI就是一個用公鑰概念和技術實施和提供安全服務的具有普適性的安全基礎設施。PKI提供的主要安全服務有：實體鑒別、完整性、機密性和抗抵賴。PKI是一種標準的密鑰管理平臺，他通過第三方的可信任機構(gòu)——認證中心，生成用戶的公鑰證書，把用戶的公鑰和用戶的其他標識信息（如電子信箱、手機號碼等）綁定在一起，從而能夠為所有采用加密和數(shù)據(jù)簽名等密碼服務的網(wǎng)絡應用提供所必須的密鑰和證書管理。一個典型、完整、有效的PKI包括：認證機構(gòu)（CA，也稱認證中心）、證書注冊機構(gòu)（RA，也稱注冊中心）、密鑰和證書管理系統(tǒng)、PKI應用接口系統(tǒng)、PKI策略和信任模型。數(shù)字證書中存放了哪些信息？有什么作用？證書版本號：說明證書的版本號證書序列號：由證書簽發(fā)者分配給證書的唯一數(shù)字標識符。簽名算法標識和參數(shù)：簽名算法標識用來指定由CA簽發(fā)證書時所使用的數(shù)字簽名算法，包含公開密鑰算法和散列算法，由對象標識符加上相關參數(shù)組成。簽發(fā)機構(gòu)名：符合X.500標準的簽發(fā)該證書的CA實體的名稱。有效期：是CA授權維持證書狀態(tài)的時間間隔，由證書開始生效的日期和時間和失效的日期和時間這兩個日期表示。證書主體名：證書持有者的X.500唯一名字。主體公鑰信息：此域包含兩個重要信息：證書持有者的公開密鑰的值；公開密鑰使用的算法標識符，此標識符包含公開密鑰算法和參數(shù)。簽發(fā)者唯一標識：簽發(fā)者唯一標識在第2版加入證書定義中。此域用在當同一個X.500名字用于多個認證機構(gòu)時，用1比特字符串來唯一標識簽發(fā)者的X.500名字，是隱含且可選的，實際中此項用的較少。主體唯一標識符：此域用在當同一個X.500名字用于多個證書持有者時，用1比特字符串來唯一標識簽發(fā)者的X.500名字，是隱含且可選的，實際中此項用的較少。簽名：證書簽發(fā)機構(gòu)對證書上述內(nèi)容的簽名值。擴展域：為證書提供了攜帶附加信息和證書管理的能力。PKI的信任模式主要有哪幾種？各有什么特點？嚴格層次結(jié)構(gòu)模型；（2）網(wǎng)狀信任模型；（3）混合信任模型；（4）橋CA信任模型；（5）Web模型；（6）以用戶為中心的信任模型特點：嚴格層次模型的優(yōu)點：其結(jié)構(gòu)與許多組織或單位的結(jié)構(gòu)相似，容易規(guī)劃；增加新的認證域容易，該信任域可以直接加到根CA的下面，也可以加到某個子CA下，這兩種情況都很方便，容易實現(xiàn)；證書路徑唯一，容易構(gòu)建，路徑長度相對較短；多有的人只要知道根CA的證書，就可以驗證其他用戶的公鑰，證書策略簡單；信任建立在一個嚴格的層次機制之上，建立的信任關系可信度高。缺點：風險集中，根CA私鑰的泄露或者跟CA系統(tǒng)的故障將導致整個體系和破壞；所有機構(gòu)共享一個根CA是不現(xiàn)實的，許多應用領域并不需要如此嚴謹?shù)臉?gòu)架。網(wǎng)狀信任模型：優(yōu)點：網(wǎng)狀模型適用于通信機構(gòu)間對等關系的情況下；具有更好的靈活性，因為存在多個信任錨，單個CA安全性的削弱不會影響到整個PKI；增加新的認證域更為容易，只需新的根CA在網(wǎng)中至少向一個CA發(fā)放過證書，用戶不需要改變信任錨；由于信任關系可以傳遞，從而減少頒發(fā)證書的個數(shù)，使證書管理更加簡單容易，能夠很好地用到企業(yè)之間。缺點：信任路徑構(gòu)建復雜，因為存在多種選擇，使得路徑發(fā)現(xiàn)比較困難，甚至出現(xiàn)死循環(huán)。證書路徑較長，信任的傳遞引起信任的衰減，信任關系處理復雜度增加?；旌闲湃文Ｐ停禾攸c：結(jié)合了嚴格層次模型和網(wǎng)狀模型的優(yōu)點，每個用戶都把各自信任域的根CA作為信任錨，同一信任域內(nèi)的認證優(yōu)點完全與嚴格層次模型相同，不同信任域間的用戶相互認證時，只需將另一信任域的根CA證書作為信任錨即可。橋CA信任模型：優(yōu)點：橋CA的設計被用來克服嚴格層次模型和網(wǎng)狀模型的缺點和連接不同的PKI體系。這種配置對于n個根CA來說，完全連接時僅需要n個交叉認證。Web模型：優(yōu)點：方便簡單，操作性強，對終端用戶的要求較低，用戶只需要簡單地信任嵌入的各個根CA。缺點：安全性較差，如果這些跟CA中有一個是壞的，即使其他根CA任然完好，安全性也將被破壞。目前沒有實用的機制來撤銷嵌入到瀏覽器中的根密鑰，用戶也很難查出到底哪一個根CA是壞的。根CA與終端用戶信任關系模糊，終端用戶與嵌入的根CA間交互十分困難。擴展性差，根CA預先安裝，難于擴展。第八章實現(xiàn)身份鑒別的途徑有哪三種？所知：只有該用戶唯一知道的一些知識，如密碼、口令；所有：只有該用戶唯一擁有的一些物品，如身份證、護照；個人特征：人體自身的獨特特征（生物特征）以及個人動作方面的一些特征，如指紋、聲紋、筆跡等。消息鑒別額身份鑒別的區(qū)別和聯(lián)系是什么？身份鑒別一般都是實時的，消息鑒別一般不是。身份鑒別只證實實體的身份，消息鑒別除了鑒別消息的真實性和消息的完整性外，還需要知道消息的含義（解密）。時間上：實體鑒別一般都是實時的，在實體鑒別中，身份由參與某次通信連接或會話的參與者提交。這種服務在連接建立或在數(shù)據(jù)傳送階段的某些時刻提供，使用這種服務可以去確信，僅僅在使用時間內(nèi)，一個實體此時沒有試圖冒充別的實體，或沒有試圖將先前的連接做非授權重演。消息鑒別一般不提供實踐性，驗證者可以在任何時間對消息的完整性和來源進行驗證。通信上：實體鑒別用以一個特定的通信過程，即在此過程中需要提交實體的身份，它只是簡單地鑒別實體本身的身份，不會和實體想要進行任何中活動相聯(lián)系。消息鑒別除了鑒定某個指定的數(shù)據(jù)是否源于某個特定的實體，還要對數(shù)據(jù)單元的完整性提供保護，它不是孤立的鑒別一個實體，也不是為了允許實體執(zhí)行下一步的操作而鑒別其身份，而是為了確定被鑒別的實體與一些特定的數(shù)據(jù)項有著靜態(tài)的不可分割的聯(lián)系。數(shù)字簽名主要用于驗證消息的真實來源，但數(shù)字簽名服務中也包含對消息內(nèi)容的保證。在身份鑒別中，消息的語義是基本固定的，但一把不是“終身”的，比如用于身份驗證的口令字會定期更改，簽字卻是長期有效的。如何對抗口令的泄漏和猜測攻擊？對付口令外部泄露的措施：對用戶或者系統(tǒng)管理者進行教育、培訓，增強他們的安全意識；建立嚴格的組織管理辦法和執(zhí)行手續(xù)；確?？诹疃ㄆ诟淖?；保證每個口令只與一個人有關；確保輸入的口令不顯示在終端上；使用易記的口令，不要寫在紙上。對付口令猜測的措施：對用戶或者系統(tǒng)管理者進行教育、培訓，增強他們的安全意識；嚴格限制非法登陸的次數(shù)；口令驗證中插入實時延遲；限制口令的最小長度，至少6~8個字符以上，這可以增大強力攻擊的測試數(shù)量；防止使用與用戶特征相關的口令，因為攻擊者很容易想到從用戶相關的一些信息來猜測，如生日；確?？诹疃ㄆ诟?；及時更改預設口令；使用隨機數(shù)發(fā)生器的口令比使用用戶自己選擇的口令更難猜測，但會有記憶的問題。在鑒別和交換協(xié)議中如何對抗重放攻擊？因為涉嫌防止消息重放攻擊，針對不同驗證者的重放，可以在發(fā)送消息的同時發(fā)送驗證者的標識符。針對同一驗證者的重放對策是使用非重復值，非重復值有以下幾類：（1）序列號：對付重放攻擊的一種方法是在鑒別交換協(xié)議中使用一個序數(shù)給每一個消息報文編號，僅當收到的消息序數(shù)順序合法時才接受；（2）用戶A接受一個新消息僅當該消息包含一個時間戳，該時間戳在A看來，足夠接近A所知道的當前時間，這種方法要求不同參與者之間的實踐中需要同步；（3）隨機值：該隨機值不可預測，不重復。零知識證明的原理是什么？零知識證明技術可使信息的擁有者無需泄露任何信息就能夠向驗證者或者任何第三方證明它擁有該信息。即當示證者P掌握某些秘密信息，P想方設法讓驗證者V相信他確實掌握那些信息，但又不想讓V也知道那些信息。零知識證明實質(zhì)上是一種涉及兩方或更多方的協(xié)議，即兩方或更多方完成一項任務所需采取的一系列步驟。第九章什么是訪問控制，訪問控制包含那幾個要素？訪問控制是指控制系統(tǒng)中主體（例如進程）對客體（例如文件目錄等）的訪問（例如讀、寫和執(zhí)行等）訪問控制由最基本的三要素組成：主體（Subject）：可以對其他實體施加動作的主動實體，如用戶、進程、I/O設備等?？腕w（Object）：接受其他實體訪問的被動實體，如文件、共享內(nèi)存、管道等。控制策略（ControlStrategy）：主體對客體的操作行為集和約束條件集，如訪問矩陣、訪問控制表等。什么是自主訪問控制？什么是強制訪問控制？各有什么優(yōu)缺點？自主訪問控制可基于訪問控制矩陣來實現(xiàn)。訪問控制矩陣的每一行對應一個主體，每一列對應一個客體，矩陣的每個元素值則表示了對應主體對相應客體的訪問權限。顯然，將整個訪問控制矩陣都保存下來是不現(xiàn)實的。進一步說，即便保存不是問題，查詢、決策及維護過程也會相當?shù)托?。因此，當前操作系統(tǒng)中的自主訪問控制實際都是基于訪問控制矩陣的行列簡化結(jié)果，即基于訪問權限表或訪問控制表等來實現(xiàn)的。區(qū)別：二者在進行策略實施時需要鑒別的實體不同，前者針對客體，而后者針對主體。其次，它們保存的位置不同，訪問權限表保存在系統(tǒng)的最高層，即用戶和文件相聯(lián)系的位置；而訪問控制表一般依附于文件系統(tǒng)。另外，訪問權限表多用于分布式系統(tǒng)中，訪問控制表則多用于集中式系統(tǒng)中；對于訪問權限的瀏覽和回收，訪問控制表較訪問權限表容易實現(xiàn)；但對于訪問權限的傳遞，訪問權限表則要相對容易實現(xiàn)?；诮巧脑L問控制的基本安全原則有哪些？基于角色的訪問控制RBAC模型在給用戶分配角色和角色分配權限時，遵循三條公認的安全原則：最小權限，責任分離（Separationofduties）和數(shù)據(jù)抽象原則。第十章第十一章簡述IPsec的傳輸模式和隧道模式。a、傳輸模式傳輸模式主要為上層協(xié)議提供保護。也就是說，傳輸模式增強了對IP包上層負載的保護。如對TCP段、UDP段和ICMP包的保護（這些均直接運行在IP網(wǎng)絡層之上）。一般地，傳輸模式用于在兩個主機（如客戶端和服務器、兩個工作站）之間進行端對端的通信。當主機在IPv4上運行AH或ESP時，其上層負載通常是接在IP報頭后面的數(shù)據(jù)。傳輸模式下的ESP加密和認證（認證可選）IP載荷，則不包括IP報頭。b、隧道模式隧道模式對整個IP包提供保護。為了達到這個目的，在把AH或者ESP域添加到IP包中后，整個包加上安全域被作為帶有新外部IP報頭的新“外部”IP包的載荷。整個原始的或者說是內(nèi)部的包在“隧道”上從IP網(wǎng)絡中的一個節(jié)點傳輸?shù)搅硪粋€節(jié)點，沿途的路由器不能檢查內(nèi)部的IP報頭。因為原始的包被封裝，新的更大的包有完全不同的源地址和目的地址，因此增加了安全性。隧道模式被使用在當SA的一端或者兩端為安全網(wǎng)關時，比如使用IPSec的防火墻和路由器。IPsec提供了哪些服務？IPsec的實際目標是為IPv4和IPv6提供可互操作的、基于密碼的高質(zhì)量的安全，IPsec提供的安全服務有：訪問控制、無連接的完整性、數(shù)據(jù)源鑒別、重放的檢測和拒絕、機密性（通過加密）、有線通信流的機密性。第十二章簡述防火墻的作用和局限性。防火墻的作用：防火墻是網(wǎng)絡安全的屏障，防火墻可以強化網(wǎng)絡安全策略，對網(wǎng)絡存取合訪問進行監(jiān)控審計，防止內(nèi)部信息外泄。

防火墻的局限性：防火墻不能防范內(nèi)部人員的攻擊，防火墻不能防范繞過它的連接，防火墻不能防御全部威脅，防火墻難于管理和配置容易造成安全漏洞，防火墻不能防御惡意程序和病毒防火墻的基本體系結(jié)構(gòu)有哪幾種？各有什么優(yōu)缺點？在防火墻與網(wǎng)絡的配置上，有以下四種典型結(jié)構(gòu)：（1）包過濾型防火墻；（2）雙宿/多宿主機模式；（3）屏蔽主機模式；（4）屏蔽子網(wǎng)模式包過濾型防火墻：優(yōu)點：實現(xiàn)簡單，效率高，費用低，并對用戶透明缺點：維護困難，要求管理員熟悉每一種協(xié)議，因為其過濾是在網(wǎng)絡層進行的，不支持用戶鑒別雙宿/多宿主機模式；優(yōu)點：有兩個網(wǎng)絡接口，支持內(nèi)部網(wǎng)外部網(wǎng)的接口缺點：主機的路由功能是被禁止的，兩個網(wǎng)絡層之間的通信是通過應用層代理服務器完成的，如果一旦黑客侵入堡壘主機并使其具有路由功能，防火墻變得無用。屏蔽主機模式；優(yōu)點：使堡壘主機成為從外部網(wǎng)絡唯一可以直接打到的主機，確保了內(nèi)部網(wǎng)絡不受未被授權外部用戶的攻擊，實現(xiàn)了網(wǎng)絡層和應用層的安全缺點：過濾路由器是否配置正確成為防火墻的安全的關鍵，如果路由表遭到破壞，堡壘主機就可能被越過，內(nèi)部網(wǎng)完全暴露屏蔽子網(wǎng)模式優(yōu)點：采用了屏蔽子網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的堡壘主機不易被入侵者控制，萬一堡壘主機被控制，入侵者仍然不能直接侵襲內(nèi)部網(wǎng)絡，內(nèi)部網(wǎng)絡仍受到內(nèi)部過濾路由器的保護第十三章基于攻擊