网络环境中信息安全技术讨论

　　摘要：随着全球信息化进程的不断加速，国内外信息产业领域对信息安全的关注与日俱增，尤其在信息网络化如此普及的年代，网络安全与信息产业息息相关。基于网络环境中的信息安全讨论，已成为了网络安全中的一个重要研究课题。文章就信息安全的研究背景、概念及相关的技术作了全局的分析及讨论。
　　关键词：网络与信息安全；信息安全认识；信息安全技术
　　
　　随着internet的接人，网络已成为我们生活中必不可少的一部分。随着计算机网络的发展，其开放性、共享性、互联程度扩大，网络的重要性和对社会的影响也越来越大，但是另一方面病毒、黑客程序、邮件炸弹、远程侦听等安全问题逐渐成为当今网络社会的焦点。下面笔者就几个方面对网络环境中信息安全问题作一简单讨论。
　　
　　1 网络环境下信息安全研究意义
　　
　　众所周知，internet是当今世界上最大的计算机网络通迅系统，它所提供的信息包括文字、数据、图像、声音等形式，它的应用范围已经涉及到政治、经济、科学、教育、法律、军事、物理、体育和医学等社会生活的各个领域。但是，随着微电子、光电子、计算机、通信和信息服务业的发展，尤其是以internet为支撑平台的信息产业的发展，使得网络安全的重要性日益凸现。信息随时都可能受到非授权的访问、篡改或破坏，也可能被阻截、替换而导致无法正确读取，给网络的正常运行带来巨大的威胁，甚至造成网络瘫痪。
　　根据美国“世界日报”1993年10月报道：由于高科技犯罪，利用侦读器拦截卫星通讯用户号码，再转手拷贝出售，1992年美国就有20亿美元的国际电话费转账混乱造成有关公司严重的损失。目前，仅仅银行的密码遭他人窃取，美国银行界每年损失就达数10亿美元之巨。在1996年初，美国旧金山的计算机安全协会与联邦调查局的一次联合调查统计显示，有53％的企业受到过计算机病毒的侵害，42％的企业的计算机系统在过去的12个月被非法使用过，而五角大楼的一个研究小组称美国一年中遭受的攻击就达25万次之多。
　　中国的网络安全虽然还比较落后，但黑客们却已经和国际“接轨”。据公安部的资料，1998年中国共破获电脑黑客案件近百起。利用计算机网络进行的各类违法行为在中国以每年30％的速度递增。黑客的攻击方法已超过计算机病毒的种类，总数达近千种。在中国，针对银行、证券等金融领域的黑客犯罪案件总涉案金额已高达数亿元，针对其他行业的黑客犯罪案件也时有发生。
　　计算机网络安全性研究始于20世纪60年代末期。但由于当时计算机的速度和性能较为落后，使用的范围也不广，因此有关计算机安全的研究一直局限在较小的范围。进入20世纪80年代后，计算机的性能得到了极大的提高，应用范围也在不断扩大，计算机已遍及世界各个角落。尤其是进入20世纪90年代，计算机网络出现了爆炸式的发展，这种发展把人们带到了一个全新的时空，在人们几乎全方位地依赖计算机网络的同时，网络环境下的信息安全问题再次出现在人们面前。
　　
　　2　信息安全的初步认识
　　
　　2.1　定义
　　信息安全是研究在特定的应用环境下，依据特定的安全策略，对信息及其系统实施防护、检测和恢复的科学。
　　
　　2.2　研究内容
　　信息安全的研究涉及数学、计算机、通信、法律等诸多学科，大致可分为基础理论与应用研究、应用技术研究以及安全管理研究3个领域。其中，基础理论与应用研究主要包括密码体制理论、身份识别、访问控制与授权、安全协议等方面的研究。
　　
　　2.3　安全目标
　　信息安全从防护、检测和恢复体系上看，主要有6个安全目标：机密性、完整性、可用性、真实性、不可抵赖性、可控性。它们的含义解释如下：
　　机密性(confidentiality)：指信息不被泄露或暴露给未授权的个人、组织或系统。或者说，只有经授权的用户才能获知信息的真实内容，而任何未授权者即使截获信息也无法读取信息的真实内容或使用信息。
　　完整性(integrity)：指信息是完整的、一致的。即信息在生成、存储、传输或使用过程中未受到非授权的篡改或破坏。
　　不可抵赖性(non-repudiation)：指合法用户事后无法否认曾发送或接收到信息，或广义地对其行为不可抵赖。
　　真实性(authenticity)：指在信息交互过程中想过关的用户或主体是真实而非假冒或伪装的。
　　可控性(controllability)：指主体对系统或数据的访问是按照一定规则控制的，避免出现非授权操作或使用。
　　可用性(availability)：分为数据的可用性和系统的可用性。数据的可用性是指授权用户可根据需要随时访问其权限所允许的信息，不会受到干扰或阻碍。系统的可用性是指承载信息的系统按照其预定的规则运行，不会转移到非畅通状态，系统可用性与数据可用性具有密切的联系。
　　
　　3　信息安全技术
　　
　　3.1　加密技术
　　3.1.1　加密技术概述
　　加密技术能为数据或通信信息流提供机密性。同时，对其他安全机制的实现起主导作用或辅助作用。
　　加密算法是对消息的一种编码规则，这种规则的编码与译码依赖于称为密钥的参数。用户使用编码规则在密钥控制下把明文消息变为密文，也可以使用译码规则在密钥控制下把密文还原成明文消息。没有正确的密钥无法实现加密解密操作，从而使非授权用户无法还原机密信息。
　　根据密钥的特点，目前，加密技术分为两种：对称密码体制和非对称密码体制。对称密码算法有：des(数据加密标准)及其各种变形、idea算法及aes、rc5等。比较著名的非对称密码算法有：rsa、背包密码、ditter-heuman、圆曲线算法等。
　　3.1.2　密码体制
　　(1)对称密码。在对称密钥体制中，使用的密钥必须完全保密，且加密密钥与解密密钥相同，或从加密密钥可推出解密密钥，反之亦可。常见加密标准为des等，当使用des时，用户和接受方采用64位密钥对报文加密和解密。des主要采用替换和移位的方法加密。它用56位密钥对64位二进制数据块进行加密，每次加密可对64位的输入数据进行16轮编码，经一系列替换和移位后，输入的64位原始数据转换成完全不同的64位输出数据。des算法仅使用最大为64位的标准算术和逻辑运算，运算速度快，密钥生产容易，适合于在当前大多数计算机上用软件方法实现，同时也适合于在专用芯片上实现。
　　(2)非对称密码。在非对称密码体制中，每个使用密码体制的主体(个人、团体或某系统)均有一对密钥：一个密钥可以公开，称为公钥；另一个密钥则必须保密，称为私钥，且不能从公钥推出私钥。在internet中使用更多的是非对称密码系统，即公钥系统。常用的公钥加密算法是lisa算法，加密强度很高。发送方在发送数据时，用自己的私钥加密一段与发送数据相关的数据作为数字签名，然后与发送数据一起用接收方密钥加密。当这些密文被接收方收到后，接收方用自己的私钥将密文解密得到发送的数据和发送方的数字签名，然后，用发送方公布的公钥对数字签名进行解密，如果成功，则确定是由发送方发出的。数字签名每次还与被传送的数据和时间等因素有关。由于加密强度高，而且并不要求通信双方事先要建立某种信任关系或共享某种秘密，因此十分适合intemet网上使用。

　　3.2　数字签名
　　数字签名也称电子签名，在信息安全中包括身份认证、数据完整性、不可否认性以及匿名性等方面有重要应用。数字签名包括两个过程：签名者以给定的数据单元进行签名，接收者验证该签名。
　　数字签名的主要工作方式为：报文发送方从报文文本中生成一个128 bit的散列值(或报文摘要)，并用自己的专用密钥对这个散列值进行加密，形成发送方的数字签名；然后，这个数字签名将作为报文的附件和报文一起发送给报文的接收方；报文接收方首先从接收到的原始报文中计算出128 bit位的散列值(或报文摘要)，接着再用发送方的公开密钥来对报文附加的数字签名进行解密。如果两个散列值相同，那么接收方就能确认该数字签名是发送方的，通过数字签名能够实现对原始报文的鉴别和不可抵赖性。
　　数字签名技术应用十分广泛。如电子印章、商务合同等应用中主要采用数字签名技术，还有虚拟专用网(vpn)协议族、电子邮件安全协议族、web安全协议、安全电子支付协议等密钥分发都采用了数字签名技术。
　　
　　3.3　身份认证
　　身份认证又称为鉴别或确认，它通过验证被认证对象的一个或多个参数的真实性与有效性，来证实被认证对象是否符合或是否有效的一种过程，用来确保数据的真实性。
　　身份认证在当今社会如金融、医疗、保险、海关、电信、公安等领域起到了举足轻重的作用。随着信息技术的飞速发展，电子商务、电子银行、网络安全等应用领域亟需高效的自动身份认证技术。分析现有的各种身份认证技术，一般意义上可以分为两大类。
　　3.3.1　传统身份认证技术 传统的身份证技术可以分为3类： (1)所知：你知道什么，这是基于秘密消息的认证方式。即认证方根据被认证方提供的信息来认证身份，典型的信息如口令、密码、暗语等。
　　(2)所有：你有什么，即令牌认证方式。认证方根据被认证方提供的某一实物或凭证来认证身份，典型的如令牌、证件、证书等。
　　(3)特征：你是什么，即生物特征认证方式。认证方根据提取被认证方的某些特征来认证身份，典型的特征如指纹、虹膜、dna等。
　　总体来说，这3种认证方式都各有利弊，选择哪种认证方式要根据自己的情况而定。
　　3.3.2　双因素身份认证技术
　　人们对于网络安全和信息安全的研究和了解，已经有相当长的一段时间了，因此基于动态密码技术的双因素身份认证技术得到了迅速发展，在网络环境下的身份认证系统中，使用动态密码卡作为身份确认依据是理想的，每一个动态密码卡是独一无二的装置，能有效地代表使用者的身份，可以保证被认证对象与需要验证的身份依据之间严格的一一对应关系。通过技术分析，使用密码卡具有安全性高、保密性强、抗抵赖性、抗重放性、抗暴露性、方便性等优点。所以，现在使用这种双因素身份认证技术可以为我们的一些网络使用带来一定的保障。
　　
　　3.4　访问控制
　　访问控制机制使用实体的标识、类别或能力，确定权限，并授予访问权。实体如果试图进行非授权访问。将被拒绝。
　　除了计算机网络硬设备之外，网络操作系统是确保计算机网络安全的最基本部件。它是计算机网络资源的管理者，必须具备安全的控制策略和保护机制，防止非法入侵者攻破设防而非法获取资源。网络操作系统安全保密的核心是访问控制，即确保主体对客体的访问只能是授权的，未经授权的访问是不允许的，其操作是无效的。
　　
　　3.5　通信量填充——信息隐藏
　　通信量通填充就是指为了防止敌手对通信量的分析，需要在空闲的信道上发送一些无用的信息，以便蒙蔽对手。在专用通信线路上这种机制非常重要，但在公用信道貌岸然中则要依据环境而定。
　　信息隐藏则是把一则信息隐藏到看似与之无关的消息中，以便蒙蔽敌手，通常也要和密码结合才能保证不被敌手发现。
　　
　　3.6　路由控制
　　路由控制是对于信息的流经路径的选择，为一些重要信息指定路径。例如通过特定的安全子网、中继站或连接设备，也可能是要绕开某些不安全的子网、中继或连接设备。这种路由的安排可以预先安排也可作为恢复的一种方式而由端系统动态指定。恰当的路由控制可以提升环境安全性，从而可以简化其他安全机制实施的复杂性。
　　
　　3.7　公证
　　在两方或多方通信中，公证机制可以提供数据的完整性，发方、收方的身份识别和时间同步等服务。通信各方共同信赖的公证机构，称为可信第三方，它保存通信方的必要信息，并以一种可验证的方式提供上述服务。
　　
　　3.8　安全标记
　　安全标记是为数据源所附加的指明其安全属性的标记。安全标记常常在通信中与数据一起传送，它可能是与被传送的数据相连的附加数据，也可能是隐含的信息。
　　
　　4　结束语
　　
　　信息安全问题涉及到国家安全和社会公共安全。随着计算机技术和通信技术的发展，计算机网络将日益成为信息交换的重要手段，并且已经渗透到社会生活的各个领域。因此，发展信息安全技术是目前面临的迫切要求，我们要清醒认识网络的脆弱性和潜在威胁，积极采取有力的安全策略，对于保障网络的安全非常重要。当然，我们还应看到，像其他技术一样，入侵者的手段也在不断提高。在安全防范方面没有一个一劳永逸的措施，只有通过不断改进和完善安全手段，才能保证不出现漏洞，保证网络的正常运转。 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/jsjlw/jsjwl/240194.html