网络安全 技术与实践 第3版PDF电子书下载

第1篇 网络安全基础 3

第1章 引言 3

1.1 对网络安全的需求 5

1.1.1 网络安全发展态势 5

1.1.2 敏感信息对安全的需求 6

1.1.3 网络应用对安全的需求 7

1.2 安全威胁与防护措施 7

1.2.1 基本概念 7

1.2.2 安全威胁的来源 8

1.2.3 安全防护措施 10

1.3 网络安全策略 11

1.3.1 授权 12

1.3.2 访问控制策略 12

1.3.3 责任 13

1.4 安全攻击的分类 13

1.4.1 被动攻击 13

1.4.2 主动攻击 14

1.5 网络攻击的常见形式 15

1.5.1 口令窃取 16

1.5.2 欺骗攻击 16

1.5.3 缺陷和后门攻击 17

1.5.4 认证失效 18

1.5.5 协议缺陷 19

1.5.6 信息泄漏 19

1.5.7 指数攻击——病毒和蠕虫 20

1.5.8 拒绝服务攻击 21

1.6 开放系统互连安全体系结构 22

1.6.1 安全服务 23

1.6.2 安全机制 25

1.6.3 安全服务与安全机制的关系 26

1.6.4 在OSI层中的服务配置 27

1.7 网络安全模型 27

习题 28

第2章 计算机网络基础 30

2.1 计算机网络的定义 30

2.2 计算机网络体系的结构 30

2.2.1 网络体系结构的定义 30

2.2.2 两种典型的网络体系结构 32

2.2.3 网络协议及协议封装 34

2.3 分组交换技术 35

2.3.1 分组交换技术的概念 35

2.3.2 分组交换的特点 35

2.4 Internet的基本知识 36

2.4.1 Internet的构成 36

2.4.2 服务类别 37

2.4.3 IPv4地址 37

2.4.4 端口的概念 40

习题 41

第3章 Internet协议的安全性 43

3.1 Internet协议概述 43

3.2 网际层协议 43

3.2.1 IP协议 43

3.2.2 ARP协议 45

3.2.3 ICMP协议 46

3.2.4 IGMP协议 47

3.2.5 OSPF协议 48

3.2.6 BGP协议 49

3.3 传输层协议 50

3.3.1 TCP协议 51

3.3.2 UDP协议 52

3.4 应用层协议 53

3.4.1 RIP协议 53

3.4.2 HTTP协议 54

3.4.3 TELNET协议 55

3.4.4 SSH协议 56

3.4.5 DNS协议 57

3.4.6 SMTP协议 58

3.4.7 MIME协议 60

3.4.8 POP3协议 60

3.4.9 IMAP4协议 61

3.4.10 PGP协议 63

3.4.11 FTP协议 64

3.4.12 TFTP协议 65

3.4.13 NFS协议 65

3.4.14 SNMP协议 66

3.4.15 DHCP协议 67

3.4.16 H.323协议 68

3.4.17 SIP协议 69

3.4.18 NTP协议 70

3.4.19 FINGER协议 71

3.4.20 Whois协议 72

3.4.21 LDAP协议 73

3.4.22 NNTP协议 74

习题 75

第2篇 密码学基础 79

第4章 单（私）钥密码体制 79

4.1 密码体制的定义 79

4.2 古典密码 80

4.2.1 代换密码 81

4.2.2 换位密码 83

4.2.3 古典密码的安全性 84

4.3 流密码的基本概念 85

4.3.1 流密码框图和分类 86

4.3.2 密钥流生成器的结构和分类 87

4.3.3 密钥流的局部统计检验 88

4.4 快速软、硬件实现的流密码算法 89

4.4.1 A5 89

4.4.2 加法流密码生成器 90

4.4.3 RC4 91

4.4.4 祖冲之密码 92

4.5 分组密码概述 98

4.6 数据加密标准 101

4.6.1 DES介绍 101

4.6.2 DES的核心作用：消息的随机非线性分布 103

4.6.3 DES的安全性 103

4.7 高级加密标准 104

4.7.1 Rijndael密码概述 105

4.7.2 Rijndael密码的内部函数 106

4.7.3 AES密码算法 109

4.7.4 AES的密钥扩展 111

4.7.5 AES对应用密码学的积极影响 112

4.8 中国商用分组密码算法SM4 113

4.8.1 SM4密码算法 113

4.8.2 SM4密钥扩展算法 116

4.8.3 SM4的安全性 117

4.9 分组密码的工作模式 117

4.9.1 电码本模式 118

4.9.2 密码分组链接模式 118

4.9.3 密码反馈模式 119

4.9.4 输出反馈模式 120

4.9.5 计数器模式 122

习题 122

第5章 双（公）钥密码体制 124

5.1 双钥密码体制的基本概念 125

5.1.1 单向函数 125

5.1.2 陷门单向函数 126

5.1.3 公钥系统 126

5.1.4 用于构造双钥密码的单向函数 126

5.2 RSA密码体制 128

5.2.1 RSA密码体制 129

5.2.2 RSA的安全性 130

5.2.3 RSA的参数选择 133

5.2.4 RSA体制应用中的其他问题 135

5.2.5 RSA的实现 135

5.3 ElGamal密码体制 136

5.3.1 密钥生成 136

5.3.2 加解密 136

5.3.3 安全性 136

5.4 椭圆曲线密码体制 137

5.4.1 实数域上的椭圆曲线 137

5.4.2 有限域Zp上的椭圆曲线 138

5.4.3 GF（2m）上的椭圆曲线 140

5.4.4 椭圆曲线密码 141

5.4.5 椭圆曲线的安全性 142

5.4.6 ECC的实现 143

5.4.7 当前ECC的标准化工作 143

5.4.8 椭圆曲线上的RSA密码体制 144

5.4.9 用圆锥曲线构造双钥密码体制 144

5.5 基于身份的密码体制 145

5.5.1 引言 145

5.5.2 双线性映射和双线性D-H假设 146

5.5.3 IBE方案 147

5.5.4 IBE方案的安全性 148

5.6 中国商用密码SM2算法 151

5.6.1 SM2椭圆曲线推荐参数 151

5.6.2 辅助函数 151

5.6.3 密钥生成 152

5.6.4 加密 152

5.6.5 解密 153

5.6.6 实例与应用 155

5.7 公钥密码体制的安全性分析 155

习题 157

第6章 消息认证与杂凑函数 159

6.1 认证函数 159

6.1.1 消息加密 159

6.1.2 消息认证码 163

6.1.3 杂凑函数 165

6.2 消息认证码 166

6.2.1 对MAC的要求 167

6.2.2 基于杂凑函数的MAC 168

6.2.3 基于分组加密算法的MAC 169

6.3 杂凑函数 169

6.3.1 单向杂凑函数 169

6.3.2 杂凑函数在密码学中的应用 170

6.3.3 分组迭代单向杂凑算法的层次结构 170

6.3.4 迭代杂凑函数的构造方法 171

6.3.5 应用杂凑函数的基本方式 172

6.4 常用杂凑函数 174

6.4.1 MD系列杂凑函数 174

6.4.2 SHA系列杂凑函数 178

6.4.3 中国商用杂凑函数SM3 181

6.5 HMAC 184

6.5.1 HMAC的设计目标 184

6.5.2 算法描述 185

6.5.3 HMAC的安全性 186

习题 187

第7章 数字签名 189

7.1 数字签名基本概念 189

7.2 RSA签名体制 190

7.2.1 体制参数 190

7.2.2 签名过程 191

7.2.3 验证过程 191

7.2.4 安全性 191

7.3 ElGamal签名体制 191

7.3.1 体制参数 191

7.3.2 签名过程 192

7.3.3 验证过程 192

7.3.4 安全性 192

7.4 Schnorr签名体制 193

7.4.1 体制参数 193

7.4.2 签名过程 193

7.4.3 验证过程 193

7.4.4 Schnorr签名与ElGamal签名的不同点 194

7.5 DSS签名标准 194

7.5.1 概况 194

7.5.2 签名和验证签名的基本框图 195

7.5.3 算法描述 195

7.5.4 DSS签名和验证框图 196

7.5.5 公众反应 196

7.5.6 实现速度 196

7.6 中国商用数字签名算法SM2 197

7.6.1 体制参数 197

7.6.2 签名过程 197

7.6.3 验证过程 198

7.6.4 签名实例 199

7.7 具有特殊功能的数字签名体制 200

7.7.1 不可否认签名 200

7.7.2 防失败签名 200

7.7.3 盲签名 201

7.7.4 群签名 201

7.7.5 代理签名 202

7.7.6 指定证实人的签名 202

7.7.7 一次性数字签名 203

7.7.8 双有理签名方案 203

7.8 数字签名的应用 203

习题 203

第8章 密码协议 205

8.1 协议的基本概念 205

8.1.1 仲裁协议 205

8.1.2 裁决协议 207

8.1.3 自动执行协议 207

8.2 安全协议分类及基本密码协议 209

8.2.1 密钥建立协议 209

8.2.2 认证建立协议 214

8.2.3 认证的密钥建立协议 218

8.3 秘密分拆协议 226

8.4 会议密钥分配和秘密广播协议 228

8.4.1 秘密广播协议 228

8.4.2 会议密钥分配协议 229

8.5 密码协议的安全性 229

8.5.1 对协议的攻击 230

8.5.2 密码协议的安全性分析 233

习题 235

第3篇 网络安全技术与应用 239

第9章 数字证书与公钥基础设施 239

9.1 PKI的基本概念 239

9.1.1 PKI的定义 239

9.1.2 PKI的组成 239

9.1.3 PKI的应用 241

9.2 数字证书 242

9.2.1 数字证书的概念 243

9.2.2 数字证书的结构 243

9.2.3 数字证书的生成 245

9.2.4 数字证书的签名与验证 247

9.2.5 数字证书层次与自签名数字证书 249

9.2.6 交叉证书 251

9.2.7 数字证书的撤销 252

9.2.8 漫游证书 257

9.2.9 属性证书 258

9.3 PKI体系结构——PKIX模型 259

9.3.1 PKIX服务 259

9.3.2 PKIX体系结构 259

9.4 PKI实例 260

9.5 授权管理设施——PMI 261

9.5.1 PMI的定义 261

9.5.2 PMI与PKI的关系 262

9.5.3 实现PMI的机制 263

9.5.4 PMI模型 264

9.5.5 基于PMI建立安全应用 265

习题 266

第10章 网络加密与密钥管理 268

10.1 网络加密的方式及实现 268

10.1.1 链路加密 268

10.1.2 节点加密 269

10.1.3 端到端加密 269

10.1.4 混合加密 270

10.2 硬件、软件加密及有关问题 271

10.2.1 硬件加密的优点 271

10.2.2 硬件种类 272

10.2.3 软件加密 272

10.2.4 存储数据加密的特点 272

10.2.5 文件删除 273

10.3 密钥管理基本概念 273

10.3.1 密钥管理 273

10.3.2 密钥的种类 274

10.4 密钥生成 275

10.4.1 密钥选择对安全性的影响 276

10.4.2 好的密钥 276

10.4.3 不同等级的密钥产生的方式不同 276

10.5 密钥分配 277

10.5.1 基本方法 277

10.5.2 密钥分配的基本工具 279

10.5.3 密钥分配系统的基本模式 279

10.5.4 可信第三方TTP 279

10.5.5 密钥注入 281

10.6 密钥的证实 281

10.6.1 单钥证书 282

10.6.2 公钥的证实技术 283

10.6.3 公钥认证树 283

10.6.4 公钥证书 284

10.6.5 基于身份的公钥系统 285

10.6.6 隐式证实公钥 286

10.7 密钥的保护、存储与备份 287

10.7.1 密钥的保护 287

10.7.2 密钥的存储 288

10.7.3 密钥的备份 288

10.8 密钥的泄漏、吊销、过期与销毁 289

10.8.1 泄漏与吊销 289

10.8.2 密钥的有效期 289

10.8.3 密钥销毁 289

10.9 密钥控制 290

10.10 多个管区的密钥管理 291

10.11 密钥管理系统 293

习题 295

第11章 无线网络安全 296

11.1 无线网络面临的安全威胁 296

11.2 无线蜂窝网络的安全性 299

11.2.1 GSM的安全性 299

11.2.2 CDMA的安全性 302

11.2.3 3G系统的安全性 304

11.3 无线数据网络的安全性 306

11.3.1 有线等效保密协议 306

11.3.2 802.1x协议介绍 308

11.3.3 802.11i标准介绍 309

11.3.4 802.16标准的安全性 312

11.3.5 WAPI标准简介 315

11.3.6 WAP的安全性 316

11.4 Ad hoc网络的安全性 319

11.4.1 Ad hoc网络保密与认证技术 320

11.4.2 Ad hoc网络的安全路由 323

11.4.3 Ad hoc网络的入侵检测 323

11.4.4 Ad hoc网络的信任建立 324

习题 324

第12章 防火墙技术 326

12.1 防火墙概述 326

12.2 防火墙的类型和结构 328

12.2.1 防火墙分类 329

12.2.2 网络地址转换 331

12.3 静态包过滤器 336

12.3.1 工作原理 336

12.3.2 安全性讨论 340

12.4 动态包过滤防火墙 341

12.4.1 工作原理 341

12.4.2 安全性讨论 343

12.5 电路级网关 345

12.5.1 工作原理 346

12.5.2 安全性讨论 348

12.6 应用级网关 349

12.6.1 工作原理 350

12.6.2 安全性讨论 351

12.7 状态检测防火墙 353

12.7.1 工作原理 353

12.7.2 安全性分析 354

12.8 切换代理 356

12.8.1 工作原理 356

12.8.2 安全性讨论 356

12.9 空气隙防火墙 357

12.9.1 工作原理 357

12.9.2 安全性分析 358

12.10 分布式防火墙 359

12.10.1 工作原理 359

12.10.2 分布式防火墙的优缺点 360

12.11 防火墙的发展趋势 360

12.11.1 硬件化 360

12.11.2 多功能化 361

12.11.3 安全性 362

习题 362

第13章 入侵检测技术 364

13.1 入侵检测概述 364

13.1.1 入侵检测的概念 365

13.1.2 IDS的主要功能 366

13.1.3 IDS的任务 367

13.1.4 IDS的评价标准 368

13.2 入侵检测原理及主要方法 369

13.2.1 异常检测基本原理 369

13.2.2 误用检测基本原理 370

13.2.3 各种入侵检测技术 370

13.3 IDS的结构与分类 373

13.3.1 IDS的结构 374

13.3.2 IDS的分类 375

13.4 NIDS 376

13.4.1 NIDS设计 377

13.4.2 NIDS关键技术 378

13.5 HIDS 381

13.5.1 HIDS设计 382

13.5.2 HIDS关键技术 383

13.6 DIDS 385

13.7 IDS设计上的考虑与部署 386

13.7.1 控制台的设计 386

13.7.2 自身安全设计 387

13.7.3 IDS的典型部署 388

13.8 IDS的发展方向 389

习题 391

第14章 VPN技术 392

14.1 VPN概述 392

14.1.1 VPN的概念 392

14.1.2 VPN的特点 392

14.1.3 VPN的分类 393

14.1.4 VPN关键技术 394

14.2 隧道协议与VPN 395

14.2.1 第2层隧道协议 396

14.2.2 第3层隧道协议 398

14.3 IPSec VPN 399

14.3.1 IPSec协议概述 399

14.3.2 IPSec的工作原理 400

14.3.3 IPSec中的主要协议 401

14.3.4 安全关联 404

14.3.5 IPSec VPN的构成 405

14.3.6 IPSec的实现 406

14.4 SSL/TLS VPN 406

14.4.1 TLS协议概述 406

14.4.2 TLS VPN的原理 407

14.4.3 TLS VPN的优缺点 409

14.4.4 TLS VPN的应用 410

14.4.5 TLS VPN与IPSec VPN比较 410

14.5 PPTP VPN 411

14.5.1 PPTP概述 411

14.5.2 PPTP VPN的原理 412

14.5.3 PPTP VPN的优缺点 413

14.6 MPLS VPN 413

14.6.1 MPLS协议概述 414

14.6.2 MPLS VPN的原理 415

14.6.3 MPLS VPN的优缺点 416

习题 418

第15章 身份认证技术 420

15.1 身份证明 420

15.1.1 身份欺诈 420

15.1.2 身份证明系统的组成和要求 421

15.1.3 身份证明的基本分类 422

15.1.4 实现身份证明的基本途径 422

15.2 口令认证系统 423

15.2.1 概述 423

15.2.2 口令的控制措施 425

15.2.3 口令的检验 425

15.2.4 口令的安全存储 426

15.3 个人特征的身份证明技术 427

15.3.1 手书签字验证 427

15.3.2 指纹验证 428

15.3.3 语音验证 429

15.3.4 视网膜图样验证 429

15.3.5 虹膜图样验证 429

15.3.6 脸型验证 430

15.3.7 身份证明系统的设计 430

15.4 一次性口令认证 431

15.4.1 挑战／响应机制 431

15.4.2 口令序列机制 432

15.4.3 时间同步机制 432

15.4.4 事件同步机制 433

15.4.5 几种一次性口令实现机制的比较 434

15.5 基于证书的认证 435

15.5.1 简介 435

15.5.2 基于证书认证的工作原理 435

15.6 智能卡技术及其应用 438

15.7 AAA认证协议与移动IP技术 440

15.7.1 AAA的概念及AAA协议 441

15.7.2 移动IP与AAA的结合 444

习题 446

参考文献 448