Python数据安全实践教程

本书涵盖了数据处理与数据安全的各个方面, 包括Python数据处理与数据安全概述、数据的爬取与保护、Python的数据操作与安全、数据加密与Python应用、网络与数据传输安全 (网络数据安全Python实践)、数据存储与安全, 以及Web服务器与应用系统安全的Python实践, 共7章。

第 1 章 Pyhton 数据处理与数据安全概述 1 本章简介 1 学习目标 1 素养目标 1 1.1 数据的概念 2 1.1.1 数据的定义及特性 2 1.1.2 数据的类别 2 1.1.3 数据的生命周期 2 1.1.4 数据的价值与风险 3 1.2 数据处理 3 1.2.1 数据采集 3 1.2.2 数据预处理 4 1.2.3 数据分析 5 1.2.4 数据关联 6 1.2.5 数据质量 6 1.2.6 数据反垄断 7 1.3 数据安全基础 8 1.3.1 数据安全 8 1.3.2 常见的数据安全威胁和风险 9 1.3.3 数据安全的基本原则 10 1.4 Python 在数据安全中的应用 11 1.4.1 数据加密 11 1.4.2 数据匿名化和去标识化 12 1.4.3 安全数据传输 13 1.4.4 数据备份和恢复 14 1.4.5 数据访问控制 15 1.5 Python 编程语言 16 1.6 Python 环境的安装和配置 16 1.6.1 Python 开发环境 16 1.6.2 Python 程序开发 20 1.7 Python 的基础知识 27 1.7.1 变量和数据类型 27 1.7.2 流程控制 28 1.7.3 函数 29 1.7.4 类与对象 29 实践任务：Python 基础语法应用实践 30 任务 1 判断奇偶数 30 任务 2 判断密码强度 30 实践评价 32 本章总结 32 本章练习 32 第 2 章 数据的爬取与保护 33 本章简介 33 学习目标 33 素养目标 33 2.1 数据采集概述 34 2.1.1 数据采集的定义和意义 34 2.1.2 数据采集的应用领域和挑战 35 2.1.3 数据采集的工具和技术 36 2.2 数据爬虫技术 36 2.2.1 网络爬虫概述 36 2.2.2 聚焦爬虫的工作原理 37 2.2.3 爬取网页的框架流程与技术 37 2.2.4 抓取网页数据 38 2.2.5 解析网页数据 44 2.3 数据采集的安全问题 54 2.3.1 数据的隐私保护 54 2.3.2 数据的合法性和道德问题 54 2.3.3 数据采集过程中的技术风险 54 2.4 反爬虫技术与应对策略 55 2.4.1 常见的反爬虫技术 55 2.4.2 应对策略与实现 56 2.4.3 Python 实践：应对反爬虫技术 59 实践任务：设计并实现一个智能新闻爬虫 60 实践评价 61 本章总结 62 本章练习 62 第 3 章 Python 的数据操作与安全 63 本章简介 63 学习目标 63 素养目标 63 3.1 Python 的数据操作与安全概述 64 3.1.1 数据操作的重要性和意义 64 3.1.2 数据安全在数据操作中的重要性 65 3.1.3 数据质量的考量 65 3.2 数据清洗 66 3.2.1 数据质量评估 66 3.2.2 数据清洗的工具和技术 71 3.3 数据分析 73 3.3.1 数据分析的基础知识 73 3.3.2 常用的数据分析技术和方法 74 3.4 数据安全与数据质量 79 3.4.1 数据安全问题 79 3.4.2 数据质量 82 实践任务：数据清洗与数据处理实践 84 任务 1：学生考试成绩数据清洗 84 任务 2：销售数据分析与安全处理 85 实践评价 88 本章总结 88 本章练习 89 第 4 章 数据加密与 Python 应用 90 本章简介 90 学习目标 90 素养目标 90 4.1 密码学基础 91 4.1.1 密码学概述 91 4.1.2 密码学算法分类 92 4.2 Python 中的密码学库的使用 93 4.2.1 常用密码学库介绍 93 4.2.2 对称加密算法的 Python 实现 94 4.2.3 非对称加密算法的 Python 实现 97 4.3 数据加密的应用 101 4.3.1 数据加密技术概述 101 4.3.2 数据传输的加密与解密 102 4.3.3 数据存储的加密与解密 103 4.3.4 密码学在身份认证中的应用 104 实践任务：文件加密与解密 105 实践评价 108 本章总结 108 本章练习 108 第 5 章 网络与数据传输安全（网络数据安全 Python 实践） 110 本章简介 110 学习目标 110 素养目标 111 5.1 网络与数据传输安全概述 111 5.1.1 网络安全的基本概念和原则 111 5.1.2 数据传输安全 112 5.2 Python 中的网络编程基础 113 5.2.1 计算机网络基础知识 113 5.2.2 网络协议 114 5.2.3 IP 地址和域名 115 5.2.4 Socket 的网络编程 117 5.2.5 网络协议和数据包解析 121 5.3 网络防御与攻击防范 123 5.3.1 防火墙与网络安全策略 123 5.3.2 入侵检测与入侵防御系统 124 5.3.3 安全认证与访问控制 125 5.4 网络流量分析与漏洞扫描 126 5.4.1 网络流量分析工具与技术 126 5.4.2 使用 Python 进行网络流量分析 127 5.4.3 漏洞扫描工具与实践 129 实践任务：构建安全的聊天室应用程序 130 实践评价 134 本章总结 134 本章练习 134 第 6 章 数据存储与安全 136 本章简介 136 学习目标 136 素养目标 136 6.1 文件存储与 Python 操作 137 6.1.1 文件存储基础 137 6.1.2 Python 中的文件操作 138 6.1.3 安全地读写文件 139 6.2 数据库存储与 Python 操作数据库 140 6.2.1 数据库基础知识 140 6.2.2 Python 中的数据库操作 141 6.2.3 数据库连接与查询 143 6.3 数据库安全与相关操作 144 6.3.1 数据库安全性概述 144 6.3.2 数据库加密与解密 145 6.3.3 数据库访问控制与权限管理 147 6.4 安全地使用数据库 148 6.4.1 数据库注入攻击概述 148 6.4.2 预防数据库注入攻击 149 6.5 数据库的安全管理 150 6.5.1 数据库权限管理 150 6.5.2 数据库备份与恢复 151 实践任务：简易的学生信息管理系统数据库设计与操作 154 实践评价 157 本章总结 157 本章练习 157 第 7 章 Web 服务器与应用系统安全的 Python 实践 159 本章简介 159 学习目标 159 素养目标 160 7.1 Web 服务器安全 160 7.1.1 Web 服务器安全概述 160 7.1.2 Web 应用安全测试 161 7.2 使用 Python 框架构建安全的 Web 应用 162 7.2.1 Python 开发 Web 应用 162 7.2.2 Python 构建安全的 Web 应用 164 7.3 使用 Python 进行安全日志和监控 165 7.3.1 安全日志记录的重要性 165 7.3.2 用于安全日志记录的 Python 库和工具 166 7.3.3 实时监控和警报系统 168 7.3.4 实时日志分析和可视化 169 7.3.5 安全日志的保护和存储 170 7.4 使用 Python 进行 Web 应用安全测试 172 7.4.1 Web 应用安全测试概述 172 7.4.2 常用的 Web 应用安全测试工具和库 172 7.4.3 使用 Python 进行安全扫描和漏洞检测 173 7.4.4 使用 Python 进行渗透测试 174 7.4.5 自动化安全测试工具和框架 175 7.5 使用 Python 构建安全的 API 和微服务 178 实践任务：构建安全的 Web 应用 181 实践评价 183 本章总结 184 本章练习 184