计算机网络安全浅论

　　随着计算机网络技术的飞速发展，尤其是互联网的应用变得越来越广泛，在带来了前所未有的海量信息的同时，网络的开放性和自由性也产生了私有信息和数据被破坏或侵犯的可能性。目前，全世界的军事、经济、社会、文化各个方面都越来越依赖于计算机网络，人类社会对计算机的依赖程度达到了空前的记录，由于计算机网络的脆弱性，这种高度的依赖性是国家的经济和国防安全变得十分脆弱，一旦计算机网络受到攻击而不能正常工作，甚至瘫痪，整个社会就会陷入危机。因此，网络信息的安全性变得日益重要起来，已被信息社会的各个领域所重视。

　　实现网络安全，不仅靠先进的技术，而且也靠严格的安全管理、安全教育和法律的约束等，先进的网络安全技术是网络安全的根本保证，用户对自身面临的威胁进行风险分析和评估，决定所需要的安全服务种类，选择相应的安全机制，然后集成先进的安全技术，形成全方位的安全系统。

　　网络安全的具体含义会随着“角度”的变化而变化。比如：从用户（个人、企业等）的角度来说，他们希望涉及个人隐私或商业利益的信息在网络上传输时受到机密性、完整性和真实性的保护，避免其他人或对手利用窃听、冒充、篡改、抵赖等手段侵犯用户的利益和隐，同时也避免其它用户的非授权访问和破坏。

　　从网络运行和管理者角度说，他们希望对本地网络信息的访问、读写等操作受到保护和控制，避免出现病毒、非法存取、拒绝服务和网络资源非法占用和非法控制等威胁，制止和防御网络黑客的攻击。

　　对安全保密部门来说，他们希望对非法的、有害的或涉及国家机密的信息进行过滤和防堵，避免机要信息泄露，避免对社会产生危害，对国家造成巨大损失。

　　从社会教育和意识形态角度来讲，网络上不健康的内容，会对社会的稳定和人类的发展造成阻碍，必须对其进行控制。

　　从本质上来讲，网络安全就是网络上的信息安全，是指网络系统的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不受偶然的或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，系统连续可靠正常地运行，网络服务不中断。广义来说，凡是涉及到网络上信息的保密性、完整性、可用性、真实性和可控性的相关技术和理论都是网络安全所要研究的领域。网络安全涉及的内容既有技术方面的问题，也有管理方面的问题，两方面相互补充，缺一不可。技术方面主要侧重于防范外部非法用户的攻击，管理方面则侧重于内部人为因素的管理。如何更有效地保护重要的信息数据、提高计算机网络系统的安全性已经成为所有计算机网络应用必须考虑和必须解决的一个重要问题。

　　据X联邦调查局统计，X每年因网络安全造成的损失高达75亿美元。据X金融时报报道，世界上平均每20分钟就发生一次人侵国际互联网络的计算机安全事件，1/3的防火墙被突破。X联邦调查局计算机犯罪组负责人吉姆•塞特尔称：给我精选10名“黑客”，组成小组，90天内，我将使X趴下。一位计算机专家毫不夸张地说：如果给我一台普通计算机、一条电话线和一个调制解调器，就可以令某个地区的网络运行失常。

　　20世纪80年代特别是进入90年代以来，我国计算机网络应用飞速发展，网络以其独特的优越性日益深入社会各方面并影响到国民经济、XX事务、科研教育事业和国防等各行各业。据了解，从1997年底至今，我国的XX部门、证券公司、银行等机构的计算机网络相继遭到多次攻击。公安机关受理各类信息网络违法犯罪案件逐年剧增，尤其以电子邮件、特洛伊木马、文件共享等为传播途径的混合型病毒愈演愈烈。

　　由于我国大量的网络基础设施和网络应用依赖于外国的产品和技术，在电子政务、电子商务和各行业的计算机网络应用尚处于发展阶段，以上这些领域的大型计算机网络工程都由国内一些较大的系统集成商负责。有些集成商仍缺乏足够专业的安全支撑技术力量，同时一些负责网络安全的工程技术人员对许多潜在风险认识不足。缺乏必要的技术设施和相关处理经验，面对形势日益严峻的现状，很多时候都显得有些力不从心。也正是由于受技术条件的限制，很多人对网络安全的意识仅停留在如何防范病毒阶段，对网络安全缺乏整体意识。

　　在信息化飞速发展的今天，计算机网络得到了广泛的应用，但随着网络之间信息传输量的急剧增长，一些机构和部门在得益于网络加快业务运作的同时，其上网的数据也遭到了不同程度的攻击和破坏。攻击者可以窃听网络上的信息，窃取用户的口令、数据库的信息；还可以篡改数据库内容，伪造用户身份，否认自己的签名。更有甚者，攻击者可以删除数据库内容，摧毁网络节点，释放计算机病毒等等。这致使数据的安全性和自身的利益受到了严重的威胁。

　　无论是有意的攻击，还是无意的误操作，都将会给系统带来不可估量的损失。所以，计算机网络必须有足够强的安全措施。无论是在局域网还是在广域网中，网络的安全措施应是能全方位的针对各种不同的威胁和脆弱性，这样才能确保网络信息的保密性、完整性和可用性。

　　当今网络在安全攻击面前显得如此脆弱源于以下几个方面的原因：

　　(1)Internet所用底层TCP/IP网络协议本身易受到攻击，该协议本身的安全问题极大地影响到上层应用的安全。

　　TCP/IP（传输控制协议/网间协议）是一组网络通信协议，它规范了网络上的所有通信设备，尤其是一个主机与另一个主机之间的数据往来格式以及传送方式，但该协议的数据流采用明文传输以及该协议以IP地址作为网络节点的唯一标识并不能对节点上的用户进行有效的身份验证等特点造成了该协议被利用实施进行网络攻击，给网络安全带来隐患。

　　(2)Internet上广为传播的易用黑客和解密工具使很多网络用户轻易地获得了攻击网络的方法和手段。

　　(3)快速的软件升级周期，会造成问题软件的出现，经常会出现操作系统和应用程序存在新的攻击漏洞。

　　(4)现行法规政策和管理方面存在不足。目前我国针对计算机及网络信息保护的条款不细致，网上保密的法规制度可操作性不强，执行不力。同时，不少单位没有从管理制度、人员和技术上建立相应的安全防范机制。缺乏行之有效的安全检查保护措施，甚至有一些网络管理员利用职务之便从事网上违法行为。

　　信息安全是一个非常关键而又复杂的问题。计算机信息系统安全指计算机信息系统资产(包括网络)的安全，即计算机信息系统资源(硬件、软件和信息)不受自然和人为有害因素的威胁和危害。

　　计算机信息系统之所以存在着脆弱性，主要是由于技术本身存在着安全弱点、系统的安全性差、缺乏安全性实践等；计算机信息系统受到的威胁和攻击除自然灾害外，主要来自计算机犯罪、计算机病毒、黑客攻击、信息战争和计算机系统故障等。

　　由于计算机信息系统已经成为信息社会另一种形式的“金库”和“保密室”，因而，成为一些人窥视的目标。再者，由于计算机信息系统自身所固有的脆弱性，使计算机信息系统面临威胁和攻击的考验。

　　4.2.1、自然灾害

　　计算机信息系统仅仅是一个智能的机器，易受自然灾害及环境(温度、湿度、振动、冲击、污染)的影响。目前，我们不少计算机房并没有防震、防火、防水、避雷、防电磁泄漏或干扰等措施，接地系统也疏于周到考虑，抵御自然灾害和意外事故的能力较差。日常工作中因断电而设备损坏、数据丢失的现象时有发生。由于噪音和电磁辐射，导致网络信噪比下降，误码率增加，信息的安全性、完整性和可用性受到威胁。

　　4.2.2、黑客的威胁和攻击

　　计算机信息网络上的黑客攻击事件越演越烈，已经成为具有一定经济条件和技术专长的形形色色攻击者活动的舞台。他们具有计算机系统和网络脆弱性的知识，能使用各种计算机工具。境内外黑客攻击破坏网络的问题十分严重，他们通常采用非法侵人重要信息系统，窃听、获取、攻击侵人网的有关敏感性重要信息，修改和破坏信息网络的正常使用状态，造成数据丢失或系统瘫痪，给国家造成重大政治影响和经济损失。黑客问题的出现，并非黑客能够制造入侵的机会，只是他们善于发现漏洞。即信息网络本身的不完善性和缺陷，成为被攻击的目标或利用为攻击的途径，其信息网络脆弱性引发了信息社会脆弱性和安全问题，并构成了自然或人为破坏的威胁。

　　黑客的危害是严重的，在计算机网络十分普及的发达国家，黑客们几乎无处不在，并且到处“犯上作乱”。黑客们还利用因特网来传授经验，公然在网上提供专门用于非法侵入计算机系统的工具软件。此外，X一些专家学者还担心敌对国通过因特网运用黑客手段达到战争目的。应当承认，在对计算机依赖程度很高的发达国家，通过破坏敌对国的计算机系统达到战争目的已经不是天方夜谭。

　　4.2.3、计算机病毒

　　90年代，出现了曾引起世界性恐慌的“计算机病毒”，其蔓延范围广，增长速度惊人，损失难以估计。它像灰色的幽灵将自己附在其他程序上，在这些程序运行时进人到系统中进行扩散。Internet的广泛发展，加速了病毒的传播速度和广度，本地化和地域性的新病毒随着国家、地区间信息的频繁往来交流，将上升为全球病毒。

　　病毒通过Internet传播的方式有两种：一种是来自于文件下载，那些被浏览或者是通过ftp下载的文件中可能存在病毒；另一种是来自于邮件，受病毒感染的文档或文件可能通过网关和邮件服务器进入企业网络。计算机感染上病毒后，轻则使系统上作效率下降，重则造成系统死机或毁坏，使部分文件或全部数据丢失，甚至造成计算机硬件的损坏。

　　4.2.4、垃圾邮件和间谍软件

　　一些人利用电子邮件地址的“公开性”和系统的“可广播性”进行商业、宗教、政治等活动，把自己的电子邮件强行“推入”别人的电子邮箱，强迫他人接受垃圾邮件。与计算机病毒不同，间谍软件的主要目的不在于对系统造成破坏，而是窃取系统或是用户信息。事实上，间谍软件日前还是一个具有争议的概念，一种被普遍接受的观点认为间谍软件是指那些在用户小知情的情况下进行非法安装发装后很难找到其踪影，并悄悄把截获的一些机密信息提供给第下者的软件。间谍软件的功能繁多，它可以监视用户行为，或是发布广告，修改系统设置，威胁用户隐私和计算机安全，并可能不同程度的影响系统性能。

　　4.2.5、信息战的严重威胁

　　自古至今，最新科学技术往往首先应用于军事领域，成为对战争胜负最敏感和最有影响的因素之一。作为信息技术核心的计算机网络技术也同样伸向了军事领域，成为影响现代高技术战争的核心因素，从根本上改变了现代战争的模式和方法。

　　信息战，即为了国家的军事战略而采取行动，取得信息优势，干扰敌方的信息和信息系统，同时保卫自己的信息和信息系统。这种对抗形式的目标，不是集中打击敌方的人员或战斗技术装备，而是集中打击敌方的计算机信息系统，使其神经中枢的指挥系统瘫痪。信息技术从根本上改变了进行战争的方法，其攻击的首要目标主要是连接国家政治、军事、经济和整个社会的计算机网络系统，信息武器已经成为了继原子武器、生物武器、化学武器之后的第四类战略武器。可以说，未来国与国之间的对抗首先将是信息技术的较量。网络信息安全应该成为国家安全的前提。

　　4.2.6、计算机犯罪

　　计算机犯罪，通常是利用窃取口令等手段非法侵人计算机信息系统，传播有害信息，恶意破坏计算机系统，实施xxxx、盗窃、诈骗和金融犯罪等活动。

　　在一个开放的网络环境中，大量信息在网上流动，这为不法分子提供了攻击目标。他们利用不同的攻击手段，获得访问或修改在网中流动的敏感信息，闯入用户或XX部门的计算机系统，进行窥视、窃取、篡改数据。不受时间、地点、条件限制的网络诈骗，其“低成本和高收益”又在一定程度上刺激了犯罪的增长。使得针对计算机信息系统的犯罪活动日益增多。

　　计算机网络安全从技术上来说，主要由防病毒、防火墙、入侵检测等多个安全组件组成，一个单独的组件无法确保网络信息的安全性。目前广泛运用和比较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，以下就此几项技术分别进行分析。

　　防火墙是网络安全的屏障，配置防火墙是实现网络安全最基本、最经济、最有效的安全措施之一。防火墙是指一个由软件或和硬件设备组合而成，处于企业或网络群体计算机与外界通道之间，限制外界用户对内部网络访问及管理内部用户访问外界网络的权限。当一个网络接上Internet之后，系统的安全除了考虑计算机病毒、系统的健壮性之外，更主要的是防止非法用户的入侵，而目前防止的措施主要是靠防火墙技术完成。防火墙能极大地提高一个内部网络的安全性，并通过过滤不安全的服务而降低风险。防火墙可以强化网络安全策略。通过以防火墙为中心的安全方案配置，能将所有安全软件(如口令、加密、身份认证)配置在防火墙上。其次对网络存取和访问进行监控审计。如果所有的访问都经过防火墙，那么，防火墙就能记录下这些访问并做出日志记录，同时也能提供网络使用情况的统计数据。当发生可疑动作时，防火墙能进行适当的报警，并提供网络是否受到监测和攻击的详细信息。再次防止内部信息的外泄。利用防火墙对内部网络的划分，可实现内部网重点网段的隔离，从而降低了局部重点或敏感网络安全问题对全局网络造成的影响。

　　根据防火墙的功能类型，可将防火墙分为以下两类：

　　网络层防火墙

　　网络层防火墙可视为一种IP封包过滤器，运作在底层的TCP/IP协议堆栈上。我们可以以枚举的方式，只允许符合特定规则的封包通过，其余的一概禁止穿越防火墙。这些规则通常可以经由管理员定义或修改，不过某些防火墙设备可能只能套用内置的规则。也能以另一种较宽松的角度来制定防火墙规则，只要封包不符合任何一项“否定规则”就予以放行。现在的操作系统及网络设备大多已内置防火墙功能。

　　应用层防火墙

　　应用层防火墙是在TCP/IP堆栈的“应用层”上运作，使用浏览器时所产生的数据流或是使用FTP时的数据流都是属于这一层。应用层防火墙可以拦截进出某应用程序的所有封包，并且封锁其他的封包(通常是直接将封包丢弃)。理论上，这一类的防火墙可以完全阻绝外部的数据流进到受保护的机器里。防火墙借由监测所有的封包并找出不符规则的内容，可以防范电脑蠕虫或是木马程序的快速蔓延。

　　与防火墙相比，数据加密与用户授权访问控制技术比较灵活，更加适用于开放的网络。

　　访问控制（Access Control）是网络安全防范和保护的主要核心策略，它的主要任务是保证网络资源不被非法使用和访问。访问控制规定了主体对客体访问的限制，并在身份识别的基础上，根据身份对提出资源访问的请求加以控制。它是对信息系统资源进行保护的重要措施，也是计算机系统最重要和最基础的安全机制。访问控制的目的是为了限制访问主体（用户、进程、服务等）对访问客体（文件、系统等）的访问权限，从而使计算机系统在合法的范围内使用，只有经授权的访问主体，才允许访问特定的系统资源。用户授权访问控制主要用于对静态信息的保护，需要系统级别的支持，一般在操作系统中实现。

　　数据加密主要用于对动态信息的保护。对动态数据的攻击分为主动攻击和被动攻击。对于主动攻击，虽无法避免，但却可以有效地检测；而对于被动攻击，虽无法检测，但却可以避免，实现这一切的基础就是数据加密。数据加密实质上是对以符号为基础的数据进行移位和置换的变换算法，这种变换是受“密钥”控制的。在传统的加密算法中，加密密钥与解密密钥是相同的，或者可以由其中一个推知另一个，称为“对称密钥算法”。这样的密钥必须秘密保管，只能为授权用户所知，授权用户既可以用该密钥加密信急，也可以用该密钥解密信息，DES是对称加密算法中最具代表性的算法。如果加密/解密过程各有不相干的密钥，构成加密/解密的密钥对，则称这种加密算法为“非对称加密算法”或称为“公钥加密算法”，相应的加密/解密密钥分别称为“公钥”和“私钥”。在公钥加密算法中，公钥是公开的，任何人可以用公钥加密信息，再将密文发送给私钥拥有者。私钥是保密的，用于解密其接收的公钥加密过的信息。典型的公钥加密算法如RSA是目前使用比较广泛的加密算法。

　　入侵检测系统(Intrusion Detection System简称IDS)是从多种计算机系统及网络系统中收集信息，再通过这此信息分析入侵特征的网络安全系统。IDS被认为是防火墙之后的第二道安全闸门，它能使在入侵攻击对系统发生危害前，检测到入侵攻击，并利用报警与防护系统驱逐入侵攻击；在入侵攻击过程中，能减少入侵攻击所造成的损失；在被入侵攻击后，收集入侵攻击的相关信息，作为防范系统的知识，添加入策略集中，增强系统的防范能力，避免系统再次受到同类型的入侵。入侵检测的作用包括威慑、检测、响应、损失情况评估、攻击预测和起诉支持。入侵检测技术是为保证计算机系统的安全而设计与配置的一种能够及时发现并报告系统中未授权或异常现象的技术，是一种用于检测计算机网络中违反安全策略行为的技术。

　　入侵检测技术的功能主要体现在以下方面：监视分析用户及系统活动，查找非法用户和合法用户的越权操作。检测系统配置的正确性和安全漏洞，并提示管理员修补漏洞；识别反映已知进攻的活动模式并向相关人士报警；对异常行为模式的统计分析；能够实时地对检测到的入侵行为进行反应；评估重要系统和数据文件的完整性；可以发现新的攻击模式。

　　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，对计算机信息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，即对本地和本地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传染，网络防病毒软件会立刻检测到并加以删除。

　　建立有效的计算机病毒防护体系。有效的计算机病毒防护体系应包括多个防护层。一是访问控制层；二是病毒检测层；三是病毒遏制层；四是病毒清除层；五是系统恢复层；六是应急计划层。上述六层计算机防护体系，须有有效的硬件和软件技术的支持，如安全设计及规范操作等。

　　在计算机网络系统中，绝对的安全是不存在的，制定健全的安全管理体制是计算机网络安全的重要保证，只有通过网络管理人员与使用人员的共同努力，运用一切可以使用的工具和技术，尽一切可能去控制、减小一切非法的行为，尽可能地把不安全的因素降到最低。同时，要不断地加强计算机信息网络的安全规范化管理力度，大力加强安全技术建设，强化使用人员和管理人员的安全防范意识。网络内使用的IP地址作为一种资源以前一直为某些管理人员所忽略，为了更好地进行安全管理工作，应该对本网内的IP地址资源统一管理、统一分配。对于盗用IP资源的用户必须依据管理制度严肃处理。只有共同努力，才能使计算机网络的安全可靠得到保障，从而使广大网络用户的利益得到保障。

　　计算机网络的安全问题越来越受到人们的重视，本文简要的分析了计算机网络存在的几种安全隐患，并探讨了计算机网络的几种安全防范措施。总的来说，网络安全不仅仅是技术问题，同时也是一个安全管理问题。我们必须综合考虑安全因素，制定合理的目标、技术方案和相关的配套法规等。世界上不存在绝对安全的网络系统，随着计算机网络技术的进一步发展，网络安全防护技术也必然随着网络应用的发展而不断发展。

　　在毕业论文即将完成之际，我要深深地感谢我的指导老师。他对我给予了极大地关心和信任，使我不断得到了理论和实践上的精心指导，使我认识我的不足之处和平时所忽略的缺点。老师以其严谨的治学态度时时教育、激励着我，使我有信心、有能力攻克一个个难点。老师的言传身教使我终身受益。

　　也感谢在百忙之中对论文进行评审工作的老师们，各位老师你们辛苦了。在这里我祝你们永远开心幸福！

　　[1]周炎涛《计算机网络实用教程（第2版）》电子工业出版社2006

　　[2]李艇《网络安全与认证》重庆大学出版社2006

　　[3]杨富国《网络设备安全与防火墙》北方交通大学出版社2006

　　[4]谢希仁《计算机网络简明教程》电子工业出版社2007

　　[5]张千里《网络安全新技术》人民邮电出版社2003

　　[6]龙冬阳《网络安全技术及应用》华南理工大学出版社2006

　　[7]常建平《网络安全与计算机犯罪》中国人民公安大学出版社2002