本书以安全服务和安全模型为线索,介绍了信息安全的基本原理。以密码分析和密码编码相结合的思路，完整地介绍密码编码学，除了对算法的基本原理进行介绍外，还介绍算法实现和应用中的一些实际问题。并在此基础上,介绍了相关综合应用。建立了信息安全理论和技术的一个良好和完整的知识体系。每章后配有不同难度的习题。注重理论与实际的结合，在相关章节后附有一些加深理论理解的难易程度不同的实际实验项目或者方案设计题目。提供与教材配套的内容可裁剪的课件。

前 言 信息安全是一门跨学科跨专业的综合性学科，它涵盖了非常丰富的内容，涉及数论、密码编码、信息论、通信、网络、编程等多方面的知识，无论是从事管理，还是技术研发的人员，甚至普通的计算机用户，都需要从不同层次和角度了解这方面的基本知识。并且随着信息技术的发展，信息安全新技术新思想不断涌现。此外，它还是一门理论与实际紧密结合的学科。 本书主要是以作者多年来在北京大学讲授信息安全、应用密码学等课程讲义为基础编写而成的。编写中，我们力求做到内容的系统、完整和深入浅出，理论与实际的结合，原理的经典性和技术的先进性。 信息安全问题的解决方案可以分为两类，一类是以密码编码为基础的解决方案，另一类是和密码无关的一些解决方案。本书尽可能全面地涵盖这两类原理和技术，主要内容安排如下： 第1章介绍了ISO 7498—2定义的OSI的五大类安全服务：数据机密性、数据完整性、不可否认性、鉴别和访问控制。本书以经典的通信安全模型和信息访问安全模型为线索，介绍了这五大类安全服务。 第2～5章以密码分析和密码编码相结合的思路，比较完整地介绍了密码编码学的基本原理和算法实现，包括：古典密码、现代对称密码、公钥密码和散列函数。密码算法都以国际上经典的标准或最新的标准为例。在原理介绍的基础上，第6章和第7章讨论了密码算法实际应用中的一些问题，包括：密钥长度、密钥管理、硬件加密和软件加密，以及算法应用中曾经出现的教训等。 第8章、第10章和第11章介绍了密码编码的相关综合应用，包括鉴别协议、安全电子邮件和网络安全协议，其中的内容都以最新的RFC文档和相关文献资料为参考。 第9章和第12～15章主要讨论了与密码算法无关的安全解决方案，包括访问控制、防火墙技术、黑客攻击与防范技术、计算机病毒防治和入侵检测技术。 第16章介绍了信息安全的一些标准化情况，包括信息安全的标准化机构和有关标准。 最后，第17章介绍了一个综合应用信息安全有关原理的实例——数据库系统安全。 在相关章节后附有一些加深理论理解的难易程度不同的思考和练习题、实践/实验题，以帮助读者更深入和扎实地掌握相关知识。 根据编者经验，主要内容的课堂讲授需要50学时左右，也可根据教学对象和教学目标进行删减，建议根据课程内容再安排一定学时的课外实践/实验。 在本书的编写过程中，查阅和参考了大量文献资料，限于篇幅未能在书后的参考文献中一一列出，在此一并致谢。 本书第1～16章由北京大学信息科学技术学院的王昭老师编写，第17章由清华大学深圳研究生院的袁春老师编写，全书最后由王昭老师统稿。在编写过程中，得到了著名信息安全专家解放军某部研究员南湘浩教授和中科院研究生院翟起滨教授的多次热情指导和帮助。北京大学信息科学技术学院唐礼勇副教授、胡建斌副教授、关志博士、软件与微电子学院沈晴霓副教授、周继军副教授等老师也为本书的编写提供了相关资料和帮助。北京大学信息科学技术学院的本科生李翔宇、研究生刘国鹏、陈宇、刘勇、金永明、桂尼克参与了书稿的校对、资料收集等工作。本书是北京市精品教材建设立项项目，也得到了电子工业出版社的大力支持。在此表示衷心的感谢。 北京大学信息科学技术学院陈钟教授自始至终关心本书的编写工作。成书后，陈老师又认真审阅了全部书稿，在此致以特别谢意。 信息安全是一个不断发展的领域，由于编者水平有限，书中错误和不当之处在所难免，敬请广大读者和同行专家批评指正，在此先致感谢之意。 为了配合教学，本书还提供与教材配套的电子课件。 编者 2009年10月

目 录 第1章 绪论 1 1.1 信息和信息安全的概念 1 1.1.1 信息的定义 1 1.1.2 信息的属性和价值 1 1.1.3 信息安全的含义 2 1.2 信息安全的威胁 2 1.3 安全服务 3 1.3.1 数据机密性 4 1.3.2 数据完整性 4 1.3.3 不可否认性 4 1.3.4 鉴别 5 1.3.5 访问控制 5 1.3.6 OSI安全服务的分层配置 5 1.4 信息安全模型 6 1.4.1 通信安全模型 6 1.4.2 信息访问安全模型 6 1.4.3 动态安全模型 7 1.5 信息安全的技术体系 7 1.6 信息安全的政策法规 8 1.6.1 国际信息安全政策法规 8 1.6.2 国内信息安全政策法规 9 1.7 信息安全的相关机构和相关标准 10 1.7.1 国际标准化机构 10 1.7.2 美国的标准化机构 11 1.7.3 信息安全组织机构 12 1.7.4 国内标准制定情况 12 思考和练习题 13 第2章 密码学基础 14 2.1 密码学的基本概念和术语 14 2.1.1 消息和加密 14 2.1.2 恺撒密表 15 2.1.3 密码体制 15 2.1.4 密码算法的分类 16 2.1.5 密码分析 17 2.1.6 密码算法的安全性 17 2.2 密码学的历史 18 2.3 古典密码 20 2.3.1 古典密码的数学基础 20 2.3.2 代替密码 22 2.3.3 置换密码 33 2.3.4 古典密码算法小结 33 思考和练习题 34 实践/实验题 34 第3章 现代对称密码 35 3.1 乘积密码 35 3.2 对称分组密码的设计原理与方法 36 3.2.1 对称分组密码的三个安全设计原则 36 3.2.2 对称分组密码的两个基本设计方法 37 3.3 数据加密标准DES 37 3.3.1 DES的产生与应用 37 3.3.2 Feistel密码结构 38 3.3.3 对DES的描述 39 3.3.4 对DES的讨论 44 3.4 三重DES 46 3.4.1 双重DES 46 3.4.2 三重DES 47 3.5 高级数据加密标准AES 48 3.5.1 AES的背景 48 3.5.2 AES的数学基础 49 3.5.3 对AES的描述 52 3.6 分组密码的工作模式 58 3.6.1 电码本(ECB)工作模式 59 3.6.2 密码分组链接(CBC)工作模式 59 3.6.3 密码反馈(CFB)工作模式 61 3.6.4 输出反馈(OFB)模式 62 3.6.5 计数器(CTR)模式 63 3.6.6 不是分组长度整数倍的报文的处理 64 3.6.7 三重DES的工作模式 65 3.7 流密码 66 3.7.1 流密码的定义 66 3.7.2 同步流密码 66 3.7.3 密钥流生成器 67 3.7.4 RC4 69 3.7.5 A5算法 70 3.8 随机数 70 3.8.1 真随机序列产生器 71 3.8.2 伪随机数产生器 72 3.8.3 基于密码编码方法的随机数 73 思考和练习题 73 实践/实验题 73 第4章 公钥密码 74 4.1 公钥密码体制的基本原理 74 4.1.1 公钥密码体制的概念 74 4.1.2 公钥密码体制的应用 75 4.1.3 公钥密码体制的思想和要求 76 4.1.4 公钥密码体制的安全性 76 4.2 公钥密码算法的数学基础 77 4.2.1 若干基本定理 78 4.2.2 离散对数难题 80 4.3 Diffie-Hellman密钥交换算法 81 4.3.1 对Diffie-Hellman密钥交换算法的描述 81 4.3.2 对Diffie-Hellman密钥交换的攻击 82 4.4 背包算法 82 4.4.1 背包问题和背包算法的思想 82 4.4.2 超递增背包 83 4.4.3 转换背包 83 4.4.4 Merkle-Hellman公钥算法 83 4.5 RSA算法 84 4.5.1 RSA算法描述 84 4.5.2 RSA实现中的问题 86 4.5.3 RSA的安全性 87 4.5.4 对RSA实现的攻击方法 88 4.6 EIGamal算法 90 4.7 椭圆曲线密码算法(ECC) 91 4.7.1 椭圆曲线的概念 91 4.7.2 有限域上的椭圆曲线 92 4.7.3 椭圆曲线密码算法 93 4.8 密码算法小结 95 思考和练习题 96 实践/实验题 96 第5章 消息鉴别和数字签名 97 5.1 消息鉴别 97 5.1.1 鉴别系统模型 97 5.1.2 消息加密 98 5.1.3 消息鉴别码MAC 99 5.1.4 散列函数 100 5.2 散列算法 105 5.3 HMAC 106 5.4 数字签名 107 5.4.1 数字签名的功能与特性 107 5.4.2 数字签名方案 109 思考和练习题 113 实践/实验题 113 第6章 密码实际应用问题 114 6.1 密码功能的位置 114 6.2 密钥管理 115 6.2.1 密钥的类型 116 6.2.2 密钥的产生和登记 117 6.2.3 密钥的装入 118 6.2.4 密钥的存储和保护 118 6.2.5 密钥的分配 119 6.2.6 密钥的使用控制 124 6.2.7 密钥的撤销和销毁 124 6.2.8 密钥的备份/恢复和更新 124 6.3 密钥的长度 125 6.3.1 对称算法的密钥长度 125 6.3.2 公开密钥密码体制的密钥长度 126 6.3.3 密码体制密钥长度的对比 127 6.4 硬件加密和软件加密 127 6.5 存储数据加密的特点 128 6.6 压缩、纠错编码和加密 128 6.7 文件删除 128 6.8 关于密码的一些教训 129 6.8.1 声称你的算法是“不可攻破的” 129 6.8.2 多次使用一次性密码本 129 6.8.3 没有使用最好的可能算法 129 6.8.4 没有正确实现算法 129 6.8.5 在产品中放置了后门 129 思考和练习题 130 实践/实验题 130 第7章 公开密钥管理 131 7.1 公开密钥基础设施 131 7.1.1 PKI概述 131 7.1.2 数字证书 133 7.1.3 CA的组成 136 7.1.4 密钥和证书的生命周期 137 7.1.5 PKI信任模型 138 7.1.6 PKI发展中的问题 142 7.2 基于身份的密码学 142 7.2.1 基于身份的密码学原理 142 7.2.2 IBC的方案 143 7.2.3 IBC的实际问题 144 7.3 ECC组合公钥体制 145 7.3.1 CPK相关概念 146 7.3.2 ECC复合定理 146 7.3.3 标识密钥 146 7.3.4 密钥的复合 147 7.3.5 CPK数字签名 148 7.3.6 CPK密钥交换 148 7.3.7 安全性分析 149 7.3.8 ECC CPK小结 150 思考和练习题 150 实践/实验题 150 第8章 鉴别协议 151 8.1 鉴别的相关概念 151 8.2 密码协议 151 8.3 实体鉴别概述 152 8.3.1 实体鉴别的基本概念 152 8.3.2 实体鉴别和消息鉴别的区别和联系 153 8.3.3 实体鉴别实现安全目标的方式 153 8.3.4 实体鉴别的分类 153 8.3.5 实体鉴别系统的组成 153 8.3.6 实现身份鉴别系统的途径和要求 154 8.4 鉴别机制 154 8.4.1 口令机制 155 8.4.2 一次性口令机制 157 8.4.3 基于密码算法的鉴别机制 158 8.4.4 零知识证明协议 159 8.4.5 基于地址的机制 159 8.4.6 基于设备的鉴别 159 8.4.7 基于个人特征的机制 160 8.5 鉴别与密钥交换协议设计中的问题 160 8.6 鉴别与交换协议实例 161 8.6.1 CHAP协议 161 8.6.2 S/KEY协议 162 8.6.3 Kerberos 163 8.6.4 X.509鉴别服务 166 思考和练习题 167 实践/实验题 167 第9章 访问控制 168 9.1 访问控制的有关概念 168 9.2 自主访问控制 170 9.2.1 访问控制表 170 9.2.2 能力表 171 9.2.3 DAC的授权管理 172 9.3 强制访问控制MAC 173 9.3.1 Bell-LaPadula模型 174 9.3.2 Biba模型 174 9.4 基于角色的访问控制RBAC 175 9.4.1 RBAC的概念和安全原则 175 9.4.2 NIST-RBAC参考模型 176 9.5 其他访问控制策略 178 9.5.1 使用控制 178 9.5.2 基于任务的访问控制 179 9.5.3 基于属性的访问控制 180 9.6 Windows 2000/XP的访问控制机制 181 9.7 Linux系统的访问控制机制 182 思考和练习题 183 实践/实验题 183 第10章 安全电子邮件 184 10.1 电子邮件原理 184 10.2 PGP 185 10.2.1 使用PGP保护电子通信 186 10.2.2 PGP的密钥和密钥管理 189 10.2.3 PGP的其他功能 192 10.3 S/MIME 193 10.3.1 RFC822 193 10.3.2 MIME 193 10.3.3 S/MIME 194 思考和练习题 194 实践/实验题 195 第11章 网络安全协议 196 11.1 TCP/IP基础 196 11.1.1 TCP/IP的历史 196 11.1.2 TCP/IP层次模型 196 11.1.3 IPv4协议 198 11.1.4 IPv6数据报 200 11.1.5 ARP协议 201 11.1.6 ICMP协议 202 11.1.7 TCP协议 203 11.1.8 UDP协议 204 11.1.9 TCP和UDP端口 204 11.2 Internet安全性途径 205 11.3 IP的安全 206 11.3.1 IPsec概述 206 11.3.2 IPsec的文档组成 207 11.3.3 安全关联 208 11.3.4 鉴别头协议 209 11.3.5 封装安全载荷协议 211 11.3.6 安全关联组合 214 11.3.7 密钥管理 215 11.4 SSL/TLS 215 11.4.1 TLS的体系结构 216 11.4.2 TLS的记录协议 216 11.4.3 修改密码规范协议 219 11.4.4 警报协议 219 11.4.5 TLS的握手协议 219 11.4.6 TLS的实现 220 思考和练习题 221 实践/实验题 221 第12章 防火墙技术及应用 222 12.1 防火墙概述 222 12.1.1 防火墙的基本概念 222 12.1.2 防火墙的作用和局限性 222 12.1.3 防火墙的安全策略 223 12.2 防火墙的体系结构 223 12.2.1 包过滤型防火墙 223 12.2.2 双宿/多宿主机模式 224 12.2.3 屏蔽主机模式 224 12.2.4 屏蔽子网模式 224 12.3 防火墙相关技术 225 12.3.1 静态包过滤防火墙 225 12.3.2 状态监测防火墙 229 12.3.3 应用级网关防火墙 230 12.3.4 电路级网关防火墙 231 12.3.5 深度包检查技术 231 12.3.6 分布式防火墙 232 12.3.7 其他防火墙技术 233 12.4 防火墙的实现和维护 233 12.5 总结和展望 234 思考和练习题 234 实践/实验题 234 第13章 黑客攻击与防范技术 235 13.1 认识黑客 235 13.2 攻击的概念和分类 235 13.2.1 攻击方式的分类原则 236 13.2.2 攻击方式分类方法 236 13.2.3 基于多维属性的攻击分类 238 13.3 信息收集技术 241 13.3.1 初始信息的收集 242 13.3.2 网络地址范围的探查 244 13.3.3 查找活动的机器 245 13.3.4 查找开放端口和入口点 246 13.3.5 操作系统辨识 252 13.3.6 针对特定应用和服务的漏洞扫描 253 13.4 口令攻击 253 13.5 欺骗攻击 254 13.5.1 IP欺骗 254 13.5.2 邮件欺骗 256 13.5.3 TCP会话劫持 257 13.6 拒绝服务攻击 257 13.6.1 拒绝服务攻击的类型 257 13.6.2 Ping of Death 258 13.6.3 IP碎片 258 13.6.4 UDP洪泛 259 13.6.5 SYN洪泛 259 13.6.6 Smurf 260 13.6.7 Land 261 13.6.8 分布式拒绝服务攻击 261 13.7 缓冲区溢出攻击 262 思考和练习题 263 实践/实验题 263 第14章 计算机病毒及其防治 264 14.1 计算机病毒的定义 264 14.2 计算机病毒的基本特征 264 14.3 计算机病毒的分类 265 14.3.1 按照计算机病毒攻击的操作系统分类 265 14.3.2 按照计算机病毒的链接方式分类 266 14.3.3 按照寄生方式和传染途径分类 266 14.3.4 三类特殊的病毒 267 14.4 计算机病毒的命名 268 14.4.1 常用的命名方法 268 14.4.2 国际上对病毒命名的惯例 268 14.5 计算机病毒的发展历程 269 14.5.1 第一阶段 269 14.5.2 第二阶段 269 14.5.3 第三阶段 269 14.5.4 第四阶段 270 14.6 计算机病毒的基本原理 271 14.6.1 计算机病毒的逻辑结构 271 14.6.2 计算机病毒的工作流程 272 14.6.3 计算机病毒存在的理论基础 273 14.7 特洛伊木马 274 14.7.1 木马的定义 274 14.7.2 木马的特性 274 14.7.3 木马的组成 274 14.7.4 木马的类型 275 14.8 计算机病毒防治对策 275 14.8.1 怎样发现计算机病毒 275 14.8.2 计算机病毒防治技术 276 思考和练习题 278 实践/实验题 278 第15章 入侵检测技术 279 15.1 入侵检测概述 279 15.1.1 入侵检测的概念 279 15.1.2 入侵检测的起源和发展 280 15.2 入侵检测系统的功能组成 280 15.2.1 信息收集 280 15.2.2 信息分析 281 15.2.3 结果处理 281 15.3 基于主机及基于网络的入侵检测系统 281 15.3.1 基于主机的入侵检测系统 281 15.3.2 基于网络的入侵检测系统 283 15.4 异常检测和误用检测 285 15.4.1 异常检测 285 15.4.2 误用检测 287 15.5 入侵检测的响应 287 15.5.1 针对入侵者的措施 288 15.5.2 对系统的修正 288 15.5.3 收集攻击者的信息 288 15.6 入侵检测的标准化工作 289 15.6.1 通用入侵检测框架CIDF 289 15.6.2 入侵检测交换格式 290 15.7 入侵防御系统 290 思考和练习题 290 实践/实验题 290 第16章 信息安全评估标准 291 16.1 评估标准的发展历程 291 16.2 TCSEC 292 16.2.1 无保护级 293 16.2.2 自主保护级 293 16.2.3 强制保护级 294 16.2.4 验证保护级 295 16.3 信息技术安全评估通用准则(CC) 295 16.3.1 CC的范围 295 16.3.2 CC的组成 295 16.4 GB 17859—1999 296 16.5 GB/T 22239—2008 297 16.5.1 GB/T 22239—2008简介 297 16.5.2 《基本要求》的框架结构 298 16.5.3 《基本要求》的技术要求 298 16.5.4 《基本要求》的管理要求 300 思考和练习题 301 第17章 数据库系统的安全 302 17.1 数据库安全基本条件和安全威胁 302 17.2 数据库安全层次 302 17.2.1 应用层 302 17.2.2 系统层 303 17.2.3 数据层 303 17.3 安全数据库技术及进展 304 17.4 密码学安全数据库 306 17.4.1 数据库加密粒度的选择 306 17.4.2 基于数据加密的访问控制 307 17.4.3 秘密同态加密算法 308 17.4.4 在加密数据上实现查询 308 17.4.5 次序保留的加密数据库 309 17.5 主要商用安全数据库 310 思考和练习题 311 实践/实验题 311 参考文献 312

http://www.hxedu.com.cn/hxedu/fg/book/bookinfo.html?code=G0098870