第Ⅰ部分 3
第1章 安全工程的含义 3
1.1简介 3
1.2框架 4
1.3实例1——银行 5
1.4实例2——军事基地 6
1.5实例3——医院 7
1.6实例4——家庭 7
1.7定义 8
1.8小结 11
第2章 可用性与心理学 13
2.1简介 13
2.2基于心理学的攻击 14
2.2.1假托 14
2.2.2钓鱼 16
2.3心理学研究的视点 17
2.3.1人脑在哪些方面逊于计算机 17
2.3.2认知偏差与行为经济学 18
2.3.3思维处理的不同方面 20
2.3.4人的差别 20
2.3.5社会心理学 21
2.3.6人脑在哪些方面胜于计算机 22
2.4密码 23
2.4.1可靠密码输入的困难 24
2.4.2记住密码的困难 24
2.4.3幼稚的密码选取 25
2.4.4用户能力与培训 25
2.4.5社会工程攻击 29
2.4.6可信路径 30
2.4.7对钓鱼攻击的应对措施 31
2.4.8钓鱼攻击的未来 36
2.5系统问题 37
2.5.1是否可以拒绝服务 38
2.5.2保护自己还是保护他人 38
2.5.3对密码输入的攻击 38
2.5.4密码存储攻击 40
2.5.5绝对限制 41
2.6 CAPTCHA 42
2.7小结 43
2.8研究问题 43
2.9补充书目 43
第3章 协议 45
3.1引言 45
3.2密码窃听的风险 46
3.3简单身份验证 47
3.3.1质询与应答 49
3.3.2 MIG中间人攻击 52
3.3.3反射攻击 54
3.4操纵消息 55
3.5环境变化 56
3.6选择协议攻击 57
3.7加密密钥管理 58
3.7.1基本密钥管理 58
3.7.2 Needham-Schroeder协议 59
3.7.3 Kerberos 60
3.7.4可行的密钥管理 61
3.8迈向形式化 62
3.8.1一个典型的智能卡银行协议 62
3.8.2 BAN逻辑 63
3.8.3支付协议认证 64
3.8.4形式化认证的局限性 64
3.9小结 65
3.10研究问题 65
3.11补充书目 66
第4章 访问控制 67
4.1引言 67
4.2操作系统访问控制 69
4.2.1组与角色 70
4.2.2访问控制列表 71
4.2.3 Unix操作系统安全 71
4.2.4 Apple OS/X 73
4.2.5 Windows——基本体系结构 73
4.2.6能力 74
4.2.7 Windows——新增的特性 75
4.2.8中间件 77
4.2.9沙盒与携带证明的代码 79
4.2.10虚拟化 79
4.2.11可信计算 80
4.3硬件保护 81
4.3.1 Intel处理器与可信计算 82
4.3.2 ARM处理器 83
4.3.3安全处理器 83
4.4存在的问题 84
4.4.1破坏堆栈 84
4.4.2其他攻击技术 85
4.4.3用户接口失败 87
4.4.4为何错误百出 88
4.4.5补救措施 89
4.4.6环境变化 89
4.5小结 90
4.6研究问题 90
4.7补充书目 91
第5章 密码学 93
5.1引言 93
5.2历史背景 94
5.2.1早期流密码：vigenere 95
5.2.2一次一密法 95
5.2.3早期的分组密码——Playfair 97
5.2.4单向函数 98
5.2.5非对称原语 100
5.3随机预言模型 100
5.3.1随机函数：哈希函数 101
5.3.2随机序列生成器：流密码 103
5.3.3随机置换：分组密码 104
5.3.4公钥加密和陷门单向置换 106
5.3.5数字签名 106
5.4对称加密原语 107
5.4.1 SP网络 108
5.4.2高级加密标准 111
5.4.3 Feistel密码 112
5.5操作模式 116
5.5.1电子密码本 116
5.5.2密码分组链 116
5.5.3输出反馈 117
5.5.4计数器加密 118
5.5.5密码反馈 118
5.5.6消息身份验证码 119
5.5.7操作模式的组合 119
5.6哈希函数 120
5.6.1基础加密的额外要求 120
5.6.2常用哈希函数及应用 121
5.7非对称加密原语 123
5.7.1基于因数分解的加密 123
5.7.2基于离散对数的加密 126
5.7.3特殊用途的原语 129
5.7.4椭圆曲线加密 130
5.7.5证书 130
5.7.6非对称加密原语的强度 132
5.8小结 132
5.9研究问题 133
5.10补充书目 133
第6章 分布式系统 135
6.1引言 135
6.2并发 135
6.2.1使用陈旧数据与状态传播成本 136
6.2.2通过锁机制防止不一致的更新 137
6.2.3更新顺序 137
6.2.4死锁 138
6.2.5不收敛状态 138
6.2.6安全时间 139
6.3容错与故障恢复 140
6.3.1故障模型 140
6.3.2恢复功能的目的 142
6.3.3冗余实现层 143
6.3.4拒绝服务攻击 144
6.4命名 145
6.4.1分布式系统中的命名见解 145
6.4.2其他错误 147
6.4.3名称的类型 152
6.5小结 152
6.6研究问题 153
6.7补充书目 153
第7章 经济学 155
7.1引言 155
7.2古典经济学 156
7.2.1垄断 156
7.2.2公共物品 158
7.3信息经济学 159
7.3.1信息的价格 159
7.3.2锁定的价值 160
7.3.3信息不对称 161
7.4博弈论 161
7.4.1囚徒困境 162
7.4.2演化博弈 163
7.5安全经济学和可靠性 165
7.5.1取决于最脆弱的环节还是全部付出 165
7.5.2管理补丁周期 166
7.5.3 Windows为何如此脆弱 166
7.5.4隐私经济学 167
7.5.5 DRM经济学 169
7.6小结 169
7.7研究问题 170
7.8补充书目 170
第Ⅱ部分 173
第8章 多级安全 173
8.1引言 173
8.2安全策略模型的含义 174
8.3 Bell-LaPadula安全策略模型 175
8.3.1分级与许可 176
8.3.2信息流控制 177
8.3.3对Bell-LaPadula模型的一些常见批评 178
8.3.4替代的表述 179
8.3.5 Biba模型与Vista 181
8.4历史上的几个MLS系统实例 182
8.4.1 SCOMP 182
8.4.2 Blacker 183
8.4.3 MLS Unix与间隔模式工作站 183
8.4.4 NRL泵 184
8.4.5后勤系统 184
8.4.6 Sybard套件 185
8.4.7搭线窃听系统 185
8.5未来的MLS系统 185
8.5.1 Vista 186
8.5.2 Linux 186
8.5.3虚拟化 187
8.5.4嵌入式系统 188
8.6存在的问题 188
8.6.1可组合性 189
8.6.2级联问题 189
8.6.3隐通道 190
8.6.4病毒的威胁 191
8.6.5多实例 192
8.6.6其他实际问题 192
8.7 MLS更广泛的内涵 194
8.8小结 195
8.9研究问题 195
8.10补充书目 196
第9章 多边安全 197
9.1引言 197
9.2分隔和BMA模型 198
9.2.1分隔和网格模型 198
9.2.2 BMA模型 201
9.2.3当前的隐私问题 206
9.3推理控制 208
9.3.1医学中推理控制的基本问题 208
9.3.2推理控制的其他应用 209
9.3.3推理控制理论 210
9.3.4常规方法的局限性 214
9.3.5不完善保护的价值 216
9.4遗留问题 217
9.5小结 219
9.6研究问题 219
9.7补充书目 219
第10章 银行与簿记系统 221
10.1引言 221
10.1.1簿记的起源 222
10.1.2复式簿记 223
10.1.3电子商务历史概述 223
10.2银行计算机系统的工作方式 224
10.2.1 Clark-Wilson安全策略模型 225
10.2.2内部控制设计 226
10.2.3存在的问题 228
10.3大规模支付系统 231
10.3.1 SWIFT 231
10.3.2存在的问题 233
10.4自动取款机 234
10.4.1 ATM基础 235
10.4.2存在的问题 237
10.4.3动机与不义 240
10.5信用卡 241
10.5.1诈骗 241
10.5.2伪造 242
10.5.3自动诈骗检测 243
10.5.4诈骗的经济学 244
10.5.5在线信用卡诈骗——夸大与事实 244
10.6基于智能卡的银行 246
10.6.1 EMV 246
10.6.2 RFID 250
10.7家庭银行与洗钱 251
10.8小结 253
10.9研究问题 253
10.10补充书目 254
第11章 物理保护 255
11.1引言 255
11.2威胁和障碍物 256
11.2.1威胁模型 256
11.2.2威慑 257
11.2.3围墙和障碍 259
11.2.4机械锁 260
11.2.5电子锁 263
11.3警报器 264
11.3.1为何无法保护一幅画 265
11.3.2传感器失灵 266
11.3.3功能交互 267
11.3.4攻击通信系统 268
11.3.5经验教训 270
11.4小结 271
11.5研究问题 271
11.6补充书目 271
第12章 监控与计量 273
12.1引言 273
12.2预付费仪表 274
12.2.1电表 275
12.2.2系统的运作方式 276
12.2.3存在的问题 277
12.3计程器、转速图表以及卡车限速器 278
12.3.1转速图表 279
12.3.2存在的问题 281
12.3.3数字转速图表计划 283
12.4邮资计算器 286
12.5小结 289
12.6研究问题 290
12.7补充书目 290
第13章 核武器的指挥与控制 291
13.1引言 291
13.2指挥与控制的演化 292
13.2.1肯尼迪备忘录 293
13.2.2授权、环境和意图 293
13.3无条件安全身份验证码 294
13.4共享控制方案 295
13.5防篡改与PAL 297
13.6条约的核查 298
13.7存在的问题 298
13.8保密还是公开 299
13.9小结 299
13.10研究问题 300
13.11补充书目 300
第14章 安全印刷和封印 301
14.1引言 301
14.2历史 302
14.3安全印刷 303
14.3.1威胁模型 303
14.3.2安全印刷技术 304
14.4包装和封印 307
14.4.1基底属性 307
14.4.2粘贴问题 308
14.4.3密码函 309
14.5系统漏洞 310
14.5.1威胁模型的特性 311
14.5.2反制Gundecking的措施 311
14.5.3随机故障的效果 312
14.5.4材料控制 312
14.5.5未能保护正确的事物 313
14.5.6检查的成本和性质 313
14.6评估方法论 314
14.7小结 315
14.8研究问题 315
14.9补充书目 316
第15章 生物识别技术 317
15.1引言 317
15.2手写签名 318
15.3人脸识别 320
15.4贝迪永式人体测定法 322
15.5指纹 322
15.5.1验证肯定的或否定的身份声明 323
15.5.2犯罪现场取证 325
15.6虹膜编码 327
15.7声音识别 329
15.8其他系统 330
15.9存在的问题 331
15.10小结 333
15.11研究问题 334
15.12补充书目 334
第16章 物理防篡改 335
16.1引言 335
16.2历史 336
16.3高端物理安全处理器 337
16.4评估 341
16.5中等安全处理器 342
16.5.1 iButton 343
16.5.2 Dallas 5000系列 344
16.5.3 FPGA安全和Clipper芯片 344
16.6智能卡和微控制器 346
16.6.1历史 347
16.6.2体系结构 347
16.6.3安全演化 348
16.6.4最新技术发展 356
16.7存在的问题 357
16.7.1可信接口问题 357
16.7.2冲突 358
16.7.3柠檬市场、风险转移与评估 358
16.7.4通过隐匿实现安全 359
16.7.5与政策的交互 359
16.7.6功能蠕变 360
16.8保护目标 360
16.9小结 361
16.10研究问题 361
16.11补充书目 362
第17章 发射安全 363
17.1引言 363
17.2历史 364
17.3技术监视和对策 365
17.4被动攻击 367
17.4.1通过电力线和信号线的泄漏 367
17.4.2通过射频信号的泄漏 370
17.5主动攻击 373
17.5.1 Tempest病毒 373
17.5.2 Nonstop 374
17.5.3短时脉冲波形干扰 374
17.5.4差分故障分析 374
17.5.5联合攻击 375
17.5.6商业利用 375
17.5.7防御 375
17.6光学、声学和热量旁路 376
17.7 Emsec攻击的严重程度 377
17.8小结 378
17.9研究问题 378
17.10补充书目 378
第18章API攻击 379
18.1引言 379
18.2对安全模块的API攻击 380
18.2.1 XOR-To-Null-Key攻击 380
18.2.2特定攻击 382
18.2.3多方计算与差分协议攻击 382
18.2.4 EMV攻击 383
18.3针对操作系统的API攻击 384
18.4小结 385
18.5研究问题 386
18.6补充书目 386
第19章 电子战与信息战 387
19.1引言 387
19.2基础知识 388
19.3通信系统 388
19.3.1信号情报技术 389
19.3.2通信攻击 391
19.3.3保护技术 392
19.3.4民用与军用的交互 395
19.4监视与目标获取 396
19.4.1雷达类型 397
19.4.2干扰技术 397
19.4.3高级雷达与应对措施 399
19.4.4其他传感器与多传感器问题 400
19.5 IFF系统 400
19.6简易爆炸装置 402
19.7定向能武器 403
19.8信息战 404
19.8.1定义 405
19.8.2学说 405
19.8.3电子战中潜在的有用教训 406
19.8.4电子战与信息战的区别 407
19.9小结 408
19.10研究问题 408
19.11补充书目 408
第20章 电信系统安全 409
20.1概述 409
20.2盗用电话服务 410
20.2.1攻击计量系统 410
20.2.2攻击信令 412
20.2.3攻击交换机和配置 413
20.2.4不安全的终端系统 414
20.2.5特征交互 416
20.3移动电话 417
20.3.1移动电话克隆机制 417
20.3.2 GSM安全机制 418
20.3.3第三代移动电话3gpp 424
20.3.4平台安全 425
20.3.5移动电话的安全性分析 427
20.3.6 IP电话 428
20.4电信公司的安全经济学 429
20.4.1电话公司的欺诈行为 430
20.4.2计费机制 431
20.5小结 433
20.6研究问题 434
20.7补充书目 434
第21章 网络攻击与防御 435
21.1引言 435
21.2网络协议漏洞 436
21.2.1对局域网的攻击 437
21.2.2使用IP协议与机制进行攻击 438
21.3特洛伊、病毒、蠕虫与RootKit 442
21.3.1恶意代码早期历史 443
21.3.2网络蠕虫 444
21.3.3病毒和蠕虫的工作原理 444
21.3.4恶意软件的历史 445
21.3.5应对措施 447
21.4防御网络攻击 448
21.4.1配置管理与运营安全 449
21.4.2过滤：防火墙、垃圾邮件过滤软件、审查以及搭线窃听 450
21.4.3入侵检测 454
21.4.4检测网络攻击的特定问题 456
21.4.5加密 457
21.5拓扑 464
21.6小结 465
21.7研究问题 466
21.8补充书目 466
第22章 版权和数字版权管理 469
22.1概述 469
22.2版权问题 470
22.2.1软件版权 470
22.2.2图书版权 475
22.2.3音频版权 475
22.2.4视频和付费电视版权 476
22.2.5 DVD 482
22.2.6 HD-DVD和Blu-ray 484
22.3通用平台 486
22.3.1 Windows媒体版权管理 487
22.3.2其他在线版权管理系统 488
22.3.3对等网络系统 489
22.3.4半导体IP的版权管理 490
22.4信息隐藏 491
22.4.1水印技术和副本代次管理系统 491
22.4.2信息隐藏通用技术 492
22.4.3针对版权标记机制的攻击 493
22.4.4版权标记机制的应用 496
22.5政策问题 497
22.5.1 IP游说活动 498
22.5.2受益方 499
22.6配件控制 500
22.7小结 501
22.8研究问题 502
22.9补充书目 502
第23章 前沿领域 503
23.1引言 503
23.2计算机游戏 504
23.2.1作弊类型 505
23.2.2自动瞄准器和其他未授权软件 506
23.2.3虚拟世界和虚拟经济 507
23.3 Web应用 508
23.3.1 eBay 509
23.3.2 Google 509
23.3.3社交网站 511
23.4隐私保护技术 515
23.4.1匿名电子邮件——密码学家用餐问题和Mix系统 517
23.4.2匿名web浏览——Tor软件 519
23.4.3保密和匿名电话 520
23.4.4电子邮件加密技术 521
23.4.5隐写术和取证对策 522
23.4.6汇总 523
23.5选举 525
23.6小结 527
23.7研究问题 528
23.8补充书目 528
第Ⅲ部分 533
第24章 恐怖行动与司法 533
24.1引言 533
24.2恐怖主义 534
24.2.1文化暴力的根源 534
24.2.2文化暴力的心理学 534
24.2.3新闻界的角色 535
24.2.4对恐怖主义的态度 535
24.3监视 536
24.3.1窃听的历史 536
24.3.2越来越多关于通信分析的争论 538
24.3.3非法监视 539
24.3.4对搜索内容和位置数据的访问 540
24.3.5数据挖掘 540
24.3.6通过ISP的监视活动——Carnivore系统及后继者 541
24.3.7情报的力量与弱点 542
24.3.8密码战 543
24.3.9密码战的效用 546
24.3.10出口控制 547
24.4取证和证据规则 548
24.4.1取证 548
24.4.2证据采用 550
24.5隐私和数据保护 551
24.5.1欧洲的数据保护 552
24.5.2欧洲和美国的比较 553
24.6小结 554
24.7研究问题 555
24.8补充书目 555
第 25章 安全系统开发管理 557
25.1引言 557
25.2安全项目的管理 558
25.2.1三家超市的故事 558
25.2.2风险管理 559
25.2.3组织问题 560
25.3方法学 564
25.3.1自上而下设计 564
25.3.2迭代设计 566
25.3.3从安全关键型系统吸取的教训 567
25.4安全需求工程 570
25.4.1需求演化的管理 571
25.4.2项目需求管理 576
25.4.3过程的并行化 577
25.5风险管理 579
25.6团队管理 580
25.7小结 583
25.8研究问题 583
25.9补充书目 584
第26章 系统评估与保障 587
26.1引言 587
26.2保障 588
26.2.1不正当的经济动机 588
26.2.2项目保障 589
26.2.3过程保障 591
26.2.4保障的增长 593
26.2.5进化和安全保障 594
26.3评估 595
26.3.1依赖方的评估 596
26.3.2通用准则 598
26.3.3通用准则没有做什么 600
26.4前方的路 603
26.4.1不友善的评论 604
26.4.2自由与开源软件 604
26.4.3半开放设计 605
26.4.4渗透与修补、CERT和bugtraq 606
26.4.5教育 607
26.5小结 607
26.6研究问题 607
第27章 结论 609
参考文献 613