信息安全概论（第2版）

本书系统全面地讲述了信息安全的基本概念、基本理论、相关技术和应用。全书共13章。本书首先在介绍信息安全的基本概念和技术体系基础上，讲述了数据加密、数字签名、身份识别为代表的密码保护技术和访问控制技术，详细讲述了怎样用这些技术来保障系统安全、网络安全和数据安全；然后选择了一些重要的实用安全技术介绍事务安全与应用安全；最后还对安全审计、安全评估与工程实现等内容也给出了一个宏观上的论述。

徐茂智，北京大学安全与密码工程研究中心主任，网络与软件安全保障教育部重点实验室副主任。数学、密码学及信息安全工程领域的知名专家。数学研究成果被国际著名数学家J.OLsson和J.Brundan等称为\\\"徐氏构造法\\\"，受到1998年国际数学家大会的专门邀请，被收入1998和1999年的《世界名人录》。 多次主持国家973课题、863课题、国家自然科学基金重大项目研究计划、国防科学预研、国家科学数据共享工程信息安全关键技术项目等国家级重大科研项目的研究，并取得了一系列突破性的成果。先后发表学术论文100余篇、出版教材或专著4部。现担任中国密码学会常务理事、中国工业与应用数学学会理事等职。

第1章 信息安全简介 1 1.1　信息安全的发展历史　1 1.1.1　通信保密科学的诞生　1 1.1.2　公钥密码学革命　2 1.1.3　访问控制技术与可信计算机评估准则　2 1.1.4　网络环境下的信息安全　3 1.1.5　信息保障　3 1.2　信息安全的概念和目标　3 1.2.1　信息安全的定义　3 1.2.2　信息安全的目标和方法　4 1.3　安全威胁与技术防护知识体系　5 1.3.1　计算机系统中的安全威胁　6 1.3.2　网络系统中的安全威胁　7 1.3.3　数据的安全威胁　8 1.3.4　事务安全　8 1.3.5　技术防护　9 1.4　信息安全中的非技术因素　10 1.4.1　人员、组织与管理　10 1.4.2　法规与道德　11 小结　12 习题1　12 第2章　信息安全体系结构　14 2.1　技术体系结构概述　15 2.1.1　物理环境安全体系　15 2.1.2　计算机系统平台安全体系　15 2.1.3　网络通信平台安全体系　16 2.1.4　应用平台安全体系　16 2.2　安全机制　16 2.2.1　加密　16 2.2.2　数字签名　17 2.2.3　访问控制　17 2.2.4　数据完整性　18 2.2.5　身份识别　18 2.2.6　通信量填充与信息隐藏　19 2.2.7　路由控制　19 2.2.8　公证　19 2.2.9　事件检测与安全审计　19 2.2.10　安全恢复　20 2.2.11　安全标记　20 2.2.12　保证　20 2.3　OSI安全体系结构　20 2.3.1　OSI的7层网络与TCP/IP模型　21 2.3.2　OSI的安全服务　22 2.3.3　OSI安全机制　23 2.3.4　安全服务与安全机制的关系　23 2.3.5　层次化结构中服务的配置　24 2.4　应用体系结构　25 2.4.1　应用层结构与安全模型　25 2.4.2　安全交换　27 2.4.3　安全变换　28 2.5　组织体系结构与管理体系结构　31 2.5.1　组织体系结构　31 2.5.2　管理体系结构　32 小结　32 习题2　32 第3章　数据加密　34 3.1　数据加密模型与安全性　34 3.1.1　数据加密模型　34 3.1.2　分析模型　36 3.2　对称加密算法　36 3.2.1　分组密码算法DES　36 3.2.2　三重DES　41 3.2.3　分组密码算法AES　42 3.2.4　其他分组密码算法　45 3.2.5　序列密码算法A5　46 3.3　公钥加密算法　47 3.3.1　RSA加密算法　47 3.3.2　有限域乘法群密码与椭圆曲线密码　49 3.3.3　公钥密码算法难度的比较　52 小结　53 习题3　54 第4章　数字签名　55 4.1　数字签名与安全性　55 4.1.1　数字签名模型　56 4.1.2　攻击模型　57 4.2　数字签名算法　57 4.2.1　RSA签名算法　58 4.2.2　ElGamal签名算法　59 4.2.3　DSA签名算法　60 4.3　Hash函数　62 4.3.1　安全Hash函数的定义　62 4.3.2　SHA-1算法　63 4.4　现实中的数字签名方案的构造　65 4.4.1　与Hash函数结合的签名方案DSA　65 4.4.2　集成Hash函数的签名方案　66 小结　66 习题4　67 第5章　身份识别与消息鉴别　68 5.1　身份识别　68 5.1.1　基于口令的身份识别技术　69 5.1.2　基于传统密码的身份识别技术　71 5.1.3　基于公钥密码的身份识别技术　73 5.1.4　基于生物特征的身份识别技术　74 5.2　消息鉴别　75 5.2.1　基于对称加密的鉴别　76 5.2.2　消息鉴别码　77 5.2.3　数字签名机制　79 5.2.4　无条件安全鉴别码　80 小结　81 习题5　81 第6章　访问控制理论　83 6.1　访问控制矩阵模型　83 6.2　Bell-LaPadula模型　84 6.2.1　模型介绍　84 6.2.2　Bell-LaPadula模型的形式化描述　87 6.3　RBAC模型　90 6.3.1　RBAC介绍　91 6.3.2　核心RBAC　92 6.3.3　角色层次　93 6.3.4　受约束的RBAC　94 6.3.5　NIST RBAC参考模型的应用　95 6.4　授权与访问控制实现框架　96 6.4.1　PMI模型　96 6.4.2　一般访问控制实现框架　97 6.4.3　基于KDC和PMI的访问控制框架　97 小结　99 习题6　99 第7　章 计算机系统安全　101 7.1　可信计算基　101 7.1.1　访问监视器　101 7.1.2　安全内核方法　102 7.1.3　可信计算基　102 7.2　操作系统安全　104 7.2.1　操作系统安全概述　104 7.2.2　操作系统安全机制的设计原则　104 7.2.3　操作系统安全机制　105 7.2.4　UNIX操作系统的安全机制　109 7.3　数据库安全　111 7.3.1　数据库系统概念　111 7.3.2　数据库安全技术　113 7.4　计算机病毒防护　118 7.4.1　恶意软件简介　118 7.4.2　计算机病毒概述　122 7.4.3　计算机病毒机理分析　126 7.4.4　计算机病毒防治　128 7.5　可信计算平台　130 小结　132 习题7　133 第8章　网络安全　134 8.1　网络安全概述　134 8.1.1　网络简述　134 8.1.2　网络安全措施　134 8.2　IPSec　136 8.2.1　IPSec体系结构　136 8.2.2　IPSec提供的安全服务　137 8.2.3　安全关联　137 8.2.4　IPSec的工作模式　138 8.2.5　封装安全载荷　139 8.2.6　鉴别报头　139 8.2.7　解释域　140 8.2.8　密钥管理　140 8.3　防火墙　140 8.3.1　防火墙概述　140 8.3.2　防火墙技术原理　143 8.3.3　防火墙的应用　148 8.3.4　防火墙的发展趋势　150 8.4　VPN　151 8.4.1　VPN概述　151 8.4.2　VPN技术原理　151 8.4.3　VPN的应用　155 8.5　入侵检测　157 8.5.1　入侵检测的基本原理　157 8.5.2　入侵检测的主要分析模型和方法　160 8.5.3　入侵检测系统的体系结构　162 8.5.4　入侵检测的发展趋势　164 小结　165 习题8　166 第9章　数据安全　167 9.1　数据安全概述　167 9.1.1　计算机系统中的数据安全　167 9.1.2　网络中的数据安全　167 9.1.3　其他载体的数据安全　168 9.2　数据的机密性　168 9.2.1　安全等级的确定与变化　169 9.2.2　数据集的机密性　169 9.2.3　机密性保护的安全机制　169 9.2.4　木桶原理与全生命期管理　169 9.3　数据的完整性与备份　170 9.3.1　数据完整性　170 9.3.2　数据完整性丧失原因　170 9.3.3　数据完整性保障技术　171 9.3.4　数据备份系统　172 9.3.5　容错系统　174 9.3.6　灾难恢复计划　175 9.4　隐私保护　177 9.4.1　隐私的概念　177 9.4.2　个人档案与隐私　178 9.4.3　鉴别与隐私　179 9.4.4　数据分析与隐私　181 9.4.5　隐私保护技术　181 9.4.6　隐私保护的相关法律　181 小结　184 习题9　184 第10　章 事务安全与多方安全计算　185 10.1　安全多方计算　185 10.2　百万富翁问题的计算协议　186 10.3　平均薪水问题的计算协议　188 10.4　数字货币与区块链　189 10.4.1　货币的属性与第一代数字货币　189 10.4.2　比特币与区块链技术　190 10.4.3　其他区块链技术　192 10.4.4　区块链中的安全问题　193 小结　193 习题10　194 第11　章 应用安全　195 11.1　应用安全基础设施　195 11.1.1　对称密钥设施　195 11.1.2　公钥基础设施　197 11.1.3　授权设施　202 11.2　Web安全　204 11.2.1　Web的安全问题　204 11.2.2　安全协议　205 11.2.3　SET协议　209 11.3　邮件安全　210 11.3.1　电子邮件系统概述　210 11.3.2　电子邮件的安全问题　211 11.3.3　安全邮件　213 11.3.4　垃圾邮件与病毒过滤　215 小结　217 习题11　218 第12　章 安全审计　219 12.1　审计日志　219 12.1.1　日志概述　219 12.1.2　UNIX/Linux操作系统日志　221 12.1.3　Windows操作系统日志　224 12.1.4　日志分析工具　226 12.2　安全审计　227 12.2.1　安全审计的定义　227 12.2.2　安全审计的作用　227 12.2.3　基于主机的安全审计系统　228 12.2.4　基于网络的安全审计系统　229 12.3　计算机取证　230 12.3.1　计算机取证的基本概念　231 12.3.2　计算机取证的原则与步骤　231 12.3.3　电子证据的真实性　233 12.3.4　取证工具的法律效力　234 12.3.5　计算机取证工具软件　236 小结　238 习题12　238 第13　章 信息安全评估与工程实现　239 13.1　信息安全评估　239 13.1.1　计算机信息系统安全保护等级划分准则　239 13.1.2　可信计算机系统评估准则　243 13.1.3　通用安全准则　246 13.2　信息安全工程　255 13.2.1　安全工程概述　255 13.2.2　SSE-CMM概述　256 13.2.3　SSE-CMM体系结构　259 13.2.4　SSE-CMM的应用　264 小结　264 习题13　264 参考文献　266