毕业设计论文浅论计算机网络安全技术.doc
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1、商丘科技职业学院毕业论文(设计)编号:_商丘科技职业学院毕业论文(设计)题目: 谈计算机网络安全技术 系 别 : 计算机科学系 专 业 : 计算机网络 姓 名 : 成 绩 : 指导教师 : 2011年5月13摘 要随着计算机网络越来越深入到人们生活中的各个方面,计算机网络的安全性也就变得越来越重要。计算机网络的技术发展相当迅速,攻击手段层出不穷。而计算机网络攻击一旦成功,就会使网络上成千上万的计算机处于瘫痪状态,从而给计算机用户造成巨大的损失。因此,认真研究当今计算机网络存在的安全问题,提高计算机网络安全防范意识是非常紧迫和必要的 。焦点分析了计算机网络安全的主要隐患及攻击的主要方式,从管理和
2、技术的角度就加强计算机网络安全提出了针对性的建议。【关键词】:安全问题;相关技术;对策;安全;管理目录前 言1第一章论述安全技术211几种计算机网络安全问题2111 TCP/IP 协议的安全问题2112 网络结构的安全问题3113 路由器等网络设备的安全问题312计算机网络安全的相关技术4121防火墙技术4122 数据加密技术4123 入侵检测技术5124 防病毒技术513 建议采取的几种安全对策6131 网络分段7132 以交换式集线器7133 VLAN的划分7第二章加强管理几点思考921 计算机网络安全的主要隐患9211 计算机网络软、硬件技术不够完善9212 计算机网络安全系统不够健全9
3、213 物理电磁辐射引起的信息泄漏9214 网络安全制度不够健全922 计算机网络受攻击的主要形式9221计算机网络被攻击,主要有六种形式923 加强计算机网络安全的对策措施10231 加强网络安全教育和管理10232 运用网络加密技术10233 加强计算机网络访问控制11234 使用防火墙技术12参考文献14前 言随着经济全球化的发展。随着计算机网络越来越深入到人们生活中的各个方面,计算机网络的安全性也就变得越来越重要。计算机网络的技术发展相当迅速,攻击手段层出不穷。而计算机网络攻击一旦成功,就会使网络上成千上万的计算机处于瘫痪状态,从而给计算机用户造成巨大的损失。因此,认真研究当今计算机网
4、络存在的安全问题,提高计算机网络安全防范意识是非常紧迫和必要的 。焦点分析了计算机网络安全的主要隐患及攻击的主要方式,从管理和技术的角度就加强计算机网络安全提出了针对性的建议。人类生活领域中的广泛应用,针对计算机网络的攻击事件也随之增加。网络已经无所不在的影响着社会的政治、经济、文化、军事、意识形态和社会生活等各个方面。同时在全球范围内,针对重要信息资源和网络基础设施的入侵行为和企图入侵行为的数量仍在持续不断增加,网络攻击与入侵行为对国家安全、经济和社会生活造成了极大的威胁。计算机病毒不断地通过网络产生和传播,计算机网络被不断地非法入侵,重要情报、资料被窃取,甚至造成网络系统的瘫痪等等,诸如此
5、类的事件已给政府及企业造成了巨大的损失,甚至危害到国家的安全。网络安全已成为世界各国当今共同关注的焦点。网络安全的重要性是不言而喻的,因此,对漏洞的了解及防范也相对重要起来。 第一章 论述安全技术虽然计算机网络给人们带来了巨大的便利,但由于计算机网络具有联结形式多样性、终端分布不均匀性和网络的开放性、互连性等特征,致使网络易受黑客、恶意软件和其他不轨的攻击,所以网上信息的安全和保密是一个至关重要的问题。加强网络安全建设,是关系到企业整体形象和利益的大问题。目前在各企业的网络中都存储着大量的信息资料,许多方面的工作也越来越依赖网络,一旦网络安全方面出现问题,造成信息的丢失或不能及时流通,或者被篡
6、改、增删、破坏或窃用,都将带来难以弥补的巨大损失。而对于政府等许多单位来讲,加强网络安全建设的意义甚至关系到国家的安全、利益和发展。11几种计算机网络安全问题111 TCP/IP 协议的安全问题目前网络环境中广泛采用的TCP/IP 协议。互联网技术屏蔽了底层网络硬件细节,使得异种网络之间可以互相通信,正因为其开放性,TCP/IP 协议本身就意味着一种安全风险。由于大量重要的应用程序都以TCP 作为它们的传输层协议,因此TCP 的安全性问题会给网络带来严重的后果。当TCP/IP用于制造自动化环境的时候,安全易损性问题就显得格外突出。服务质量和端对端可靠性是大多数制造自动化环境的最重要需求。TCP
7、/IP协议的可靠性受到多方面因素的影响(例如网络负载),这对于网络完整性来说是重要的潜在危险。通过分析基于TCP/IP制造自动化网络中期待的通信,考虑机构的安全策略,就有可能设计出一个使数据恶化和被窃取的危险降至最低程度的网络拓扑结构。在制造工厂和外部世界之间设置防火墙,在工厂内部实现分段网络、访问控制网络就能够提供网络管理者,防御无意的或有敌意的破坏。TCP/IP是一个四层的分层体系结构。高层为传输控制协议,它负责聚集信息或把文件拆分成更小的包。这些包通过网络传送到接收端的TCP层,接收端的TCP层把包还原为原始文件。低层是网际协议,它处理每个包的地址部分,使这些包正确的到达目的地。网络上的
8、网关计算机根据信息的地址来进行路由选择。即使来自同一文件的分包路由也有可能不同,但最后会在目的地汇合。 TCP/IP使用客户端/服务器模式进行通信。TCP/IP通信是点对点的,意思是通信是网络中的一台主机与另一台主机之间的。TCP/IP与上层应用程序之间可以说是“没有国籍的”,因为每个客户请求都被看做是与上一个请求无关的。正是它们之间的“无国籍的”释放了网络路径,才是每个人都可以连续不断的使用网络。 许多用户熟悉使用TCP/IP协议的高层应用协议。包括万维网的超文本传输协议(HTTP),文件传输协议(FTP),远程网络访问协议(Telnet)和简单邮件传输协议(SMTP)。这些协议通常和TCP
9、/IP协议打包在一起。 使用模拟电话调制解调器连接网络的个人电脑通常是使用串行线路接口协议(SLIP)和点对点协议(P2P)。这些协议压缩IP包后通过拨号电话线发送到对方的调制解调器中。 与TCP/IP协议相关的协议还包括用户数据包协议(UDP),它代替TCP/IP协议来达到特殊的目的。其他协议是网络主机用来交换路由信息的,包括Internet控制信息协议(ICMP),内部网关协议(IGP),外部网关协议(EGP),边界网关协议(BGP)。TCP/IP原理与应用书籍推荐112 网络结构的安全问题互联网是一种网间网技术。它是由无数个局域网连成的巨大网络组成。当人们用一台主机和另一局域网的主机进行
10、通信时,通常情况下它们之间互相传送的数据流要经过很多机器的重重转发,任何两个节点之间的通信数据包,不仅为这两个节点的网卡所接收,也同时为处在同一以太网上的任何一个节点的网卡所截取。因此,黑客只要接入以太网上的任一节点进行侦测,就可以捕获发生在这个以太网上的所有数据包,对其进行解包分析,从而窃取关键信息。加之互联网上大多数数据流都没有进行加密,因此黑客利用工具很容易对网上的电子邮件、口令和传输的文件进行破解,这就是互联网所固有的安全隐患。113 路由器等网络设备的安全问题路由器的主要功能是数据通道功能和控制功能。路由器作为内部网络与外部网络之间通信的关键设备,严格说来,所有的网络攻击都要经过路由
11、器,但有些典型的攻击方式就是利用路由器本身的设计缺陷展开的,而有些方式干脆就是在路由器上进行的。12计算机网络安全的相关技术计算机网络安全的实现有赖于各种网络安全技术。从技术上来说,网络安全由安全的操作系统、安全的应用系统、防病毒、防火墙、入侵检测、网络监控、信息审计、通信加密、灾难恢复、安全扫描等多个安全组件组成,一个单独的组件无法确保信息网络的安全性。目前成熟的网络安全技术主要有:防火墙技术、数据加密技术、入侵检测技术、防病毒技术等。121防火墙技术防火墙是一个系统或一组系统,在内部网与因特网间执行一定的安全策略,它实际上是一种隔离技术。 一个有效的防火墙应该能够确保所有从因特网流入或流向
12、因特网的信息都将经过防火墙,所有流经防火墙的信息都应接受检查。通过防火墙可以定义一个关键点以防止外来入侵;监控网络的安全并在异常情况下给出报警提示,尤其对于重大的信息量通过时除进行检查外,还应做日志登记;提供网络地址转换功能,有助于缓解IP地址资源紧张的问题,同时,可以避免当一个内部网更换ISP时需重新编号的麻烦;防火墙是为客户提供服务的理想位置,即在其上可以配置相应的WWW和FTP服务等。现有的防火墙主要有:包过滤型、代理服务器型、复合型以及其他类型(双宿主主机、主机过滤以及加密路由器)防火墙。 包过滤(Packet Fliter)通常安装在路由器上,而且大多数商用路由器都提供了包过滤的功能
13、。包过滤规则以IP包信息为基础,对IP源地址、目标地址、协议类型、端口号等进行筛选。包过滤在网络层进行。 代理服务器型(Proxy Service)防火墙通常由两部分构成,服务器端程序和客户端程序。客户端程序与中间节点连接,中间节点再与提供服务的服务器实际连接。 复合型(Hybfid)防火墙将包过滤和代理服务两种方法结合起来,形成新的防火墙,由堡垒主机提供代理服务。 各类防火墙路由器和各种主机按其配置和功能可组成各种类型的防火墙,主要有:双宿主主机防火墙,它是由堡垒主机充当网关,并在其上运行防火墙软件,内外网之间的通信必须经过堡垒主机;主机过滤防火墙是指一个包过滤路由器与外部网相连,同时,一个
14、堡垒主机安装在内部网上,使堡垒主机成为外部网所能到达的惟一节点,从而确保内部网不受外部非授权用户的攻击;加密路由器对通过路由器的信息流进行加密和压缩,然后通过外部网络传输到目的端进行解压缩和解密。所谓“防火墙”则是综合采用适当技术在被保护网络周边建立的用于分隔被保护网络与外部网络的系统。“防火墙”一方面阻止外界对内部网络资源的非法访问,另一方面也可以防止系统内部对外部系统的不安全访问。实现防火墙的主要技术有:数据包过滤、应用级网关、代理服务和地址转换。122 数据加密技术从密码体制方面而言,加密技术可分为对称密钥密码体制和非对称密钥密码体制,对称密钥密码技术要求加密、解密双方拥有相同的密钥,由
15、于加密和解密使用同样的密钥,所以加密方和解密方需要进行会话密钥的密钥交换。会话密钥的密钥交换通常采用数字信封方式,即将会话密钥用解密方的公钥加密传给解密方,解密方再用自己的私钥将会话密钥还原。对称密钥密码技术的应用在于数据加密非对称密钥密码技术是加密、解密双方拥有不同的密钥,在不知道特定信息的情况下,加密密钥和解密密钥在计算机上是不能相互算出的。加密、解密双方各只有一对私钥和公钥。非对称密钥密码技术的应用比较广泛,可以进行数据加密、身份鉴别、访问控制、数字签名、数据完整性验证、版权保护等。在传统上,我们有几种方法来加密数据流。所有这些方法都可以用软件很容易的实现,但是当我们只知道密文的时候,是
16、不容易破译这些加密算法的(当同时有原文和密文时,破译加密算法虽然也不是很容易,但已经是可能的了)。最好的加密算法对系统性能几乎没有影响,并且还可以带来其他内在的优点。例如,大家都知道的pkzip,它既压缩数据又加密数据。又如,dbms的一些软件包总是包含一些加密方法以使复制文件这一功能对一些敏感数据是无效的,或者需要用户的密码。所有这些加密算法都要有高效的加密和解密能力。幸运的是,在所有的加密算法中最简单的一种就是“置换表”算法,这种算法也能很好达到加密的需要。每一个数据段(总是一个字节)对应着“置换表”中的一个偏移量,偏移量所对应的值就输出成为加密后的文件。加密程序和解密程序都需要一个这样的
17、“置换表”。事实上,80x86cpu系列就有一个指令xlat在硬件级来完成这样的工作。这种加密算法比较简单,加密解密速度都很快,但是一旦这个“置换表”被对方获得,那这个加密方案就完全被识破了。更进一步讲,这种加密算法对于黑客破译来讲是相当直接的,只要找到一个“置换表”就可以了。这种方法在计算机出现之前就已经被广泛的使用。在一些情况下,我们想能够知道数据是否已经被篡改了或被破坏了,这时就需要产生一些校验码,并且把这些校验码插入到数据流中。这样做对数据的防伪与程序本身都是有好处的。但是感染计算机程序的病毒才不会在意这些数据或程序是否加过密,是否有数字签名。所以,加密程序在每次load到内存要开始执
18、行时,都要检查一下本身是否被病毒感染,对与需要加、解密的文件都要做这种检查!很自然,这样一种方法体制应该保密的,因为病毒程序的编写者将会利用这些来破坏别人的程序或数据。因此,在一些反病毒或杀病毒软件中一定要使用加密技术。123 入侵检测技术入侵检测系统可以分为两类,分别基于网络和基于主机。基于网络的入侵检测系统主要采用被动方法收集网络上的数据。目前,在实际环境中应用较多的是基于主机的入侵检测系统,它把监测器以软件模块的形式直接安插在了受管服务器的内部,它除了继续保持基于网络的入侵检测系统的功能和优点外,可以不受网络协议、速率和加密的影响,直接针对主机和内部的信息系统,同时还具有基于网络的入侵检
19、测系统所不具备的检查特洛伊木马、监视特定用户、监视与误操作相关的行为变化等功能。124 防病毒技术随着计算机技术的不断发展,计算机病毒变得越来越复杂和高级,其扩散速度也越来越快,对计算机网络系统构成极大的威胁。在病毒防范中普遍使用的防病毒软件,从功能上可以分为网络防病毒软件和单机防病毒软件两大类。单机防病毒软件一般安装在单台PC 上,它们主要注重于所谓的“单机防病毒”,即对本地和本工作站连接的远程资源采用分析扫描的方式检测、清除病毒。网络防病毒软件则主要注重网络防病毒,一旦病毒入侵网络或者从网络向其它资源感染,网络防病毒软件会立刻检测到并加以删除。计算机网络病毒的防治,单纯依靠技术手段是不可能
20、十分有效地杜绝和防止其蔓延的,只有把技术手段和治理机制紧密结合起来,提高人们的防范意识,才 有可能从根本上保护网络系统的安全运行。目前在网络病毒防治技术方面,基本处于被动防御的地位,但治理上应该积极主动。应从硬件设备及软件系统的使用、维护、治理、服务等各个环节制定出严格的规章制度、对网络系统的治理员及用户加强法制教育和职业道德教育,规范工作程序和操作规程,严惩从事非法活动的集体和个人。尽可能采用行之有效的新技术、新手段,建立”防杀结合、以防为主、以杀为辅、软硬互补、标本兼治”的最佳网络病毒安全模式。必须采取有效的治理措施和技术手段,防止病毒的感染和破坏,力争将损失降到最小。计算机病毒在形式上越
21、来越难以辨别,造成的危害也日益严重,这就要求网络防毒产品在技术上更先进,功能上更全面。从目前病毒的演化趋势来看,网络防病毒产品的发展趋势主要体现在以下几个方面:一是反黑与杀毒相结合;二是从入口拦截病毒;三是提供全面解决方案;四是客户化定制模式;五是防病毒产品技术由区域化向国际化转变。随着计算机网络、数字技术及互联网技术的发展,计算机病毒的危害更是与日俱增。因此,加强计算机病毒的防治、确保计算机信息安全是当前计算机应用过程中的一项重要、迫切的研究课题。我们一方面要把握对现在的计算机病毒的防范措施,切实抓好病毒防治工作;另一方面要加强对未来病毒发展趋势的研究,探讨新时期科学防治计算机病毒的新策略,
22、真正做到防患于未然。防病毒技术示意图13 建议采取的几种安全对策131 网络分段网络分段通常被认为是控制网络广播风暴的一种基本手段,但其实也是保证网络安全的一项重要措施。其目的就是将非法用户与敏感的网络资源相互隔离,从而防止可能的非法侦听。132 以交换式集线器代替共享式集线器对局域网的中心交换机进行网络分段后,以太网侦听的危险仍然存在。这是因为网络最终用户的接入往往是通过分支集线器而不是中心交换机,而使用最广泛的分支集线器通常是共享式集线器。这样,当用户与主机进行数据通信时,两台机器之间的数据包还是会被同一台集线器上的其他用户所侦听,所以应该以交换式集线器代替共享式集线器,使单播包仅在两个节
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