计算机网络安全原理

目 录 第1章 绪 论 1 1.1 计算机网络概述 1 1.1.1 网络结构和组成 1 1.1.2 网络体系结构 4 1.2 计算机网络脆弱性分析 6 1.3 计算机网络安全概念 8 1.3.1 计算机网络安全 8 1.3.2 与计算机网络安全相关的概念 9 1.4 计算机网络安全威胁 13 1.4.1 网络安全威胁因素 13 1.4.2 网络攻击概述 14 1.5 网络安全模型 15 1.6 网络安全机制与服务 19 1.7 网络安全技术的发展简史 26 1.8 本书的内容与组织 28 1.9 习题 32 1.10 实验 34 第2章密码学基础知识 36 2.1 密码学基本概念 36 2.2 古典密码系统 38 2.2.1 单表代换密码 38 2.2.2 多表代替密码 41 2.2.3 置换密码算法 43 2.3 现代密码系统概述 44 2.3.1 对称密钥密码系统 44 2.3.2 公开密钥密码系统 46 2.4 典型对称密钥密码系统 48 2.4.1 数据加密标准(DES) 48 2.4.2 高级数据加密标准(AES) 56 2.4.3 RC4 60 2.5 典型公开密钥密码系统 62 2.5.1 RSA公开密钥密码系统 62 2.5.2 Diffie-Hellman密钥交换协议 65 2.5.3 ElGamal公钥密码体制 67 2.5.4 椭圆曲线密码体制 68 2.5.5 基于身份标识的密码体制 70 2.6 密码分析 71 2.6.1 传统密码分析方法 71 2.6.2 密码旁路分析 72 2.6.3 密码算法和协议的工程实现分析 73 2.7 习题 74 2.8 实验 76 2.8.1 DES数据加密、解密算法实验 76 2.8.2 RSA数据加密、解密算法实验 76 第3章认证与数字签名 78 3.1 散列函数 78 3.1.1 散列函数的要求 78 3.1.2 MD算法 80 3.1.3 SHA算法 81 3.2 消息认证 83 3.2.1 报文源的认证 83 3.2.2 报文宿的认证 85 3.2.3 报文内容的认证 86 3.2.4 报文顺序的认证 90 3.3 数字签名 91 3.3.1 数字签名的基本概念 92 3.3.2 利用RSA密码系统实现数字签名 93 3.3.3 利用ElGamal密码系统实现数字签名 94 3.3.4 利用椭圆曲线密码实现数字签名 95 3.3.5 散列函数在数字签名中的作用 95 3.4 身份认证 96 3.4.1 一次性口令认证 98 3.4.2 基于共享密钥的认证 100 3.4.3 可扩展认证协议EAP 107 3.5 习题 109 3.6 实验 114 3.6.1 使用GPG4win进行数字签名 114 3.6.2 OpenSSL软件的安装与使用 115 第4章 PKI与数字证书 116 4.1 密钥管理 116 4.2 数字证书 117 4.2.1 证书格式 118 4.2.2 CRL格式 125 4.3 PKI 126 4.3.1 PKI组成 127 4.3.2 证书签发和撤销流程 132 4.3.3 证书的使用 134 4.3.4 PKIX 135 4.4 证书透明性 136 4.5 习题 138 4.6 实验 141 第5章无线网络安全 142 5.1 无线局域网安全 142 5.1.1 概述 142 5.1.2 WEP安全协议 145 5.1.3 WPA/WPA2安全协议 148 5.2 移动网络安全 155 5.2.1 2G安全 155 5.2.2 3G安全 157 5.2.3 4G安全 159 5.2.4 5G安全 161 5.3 习题 166 5.4 实验 168 第6章 IP及路由安全 169 6.1 IPv4协议及其安全性分析 169 6.2 IPsec 170 6.2.1 IPsec安全策略 171 6.2.2 IPsec运行模式 175 6.2.3 AH协议 176 6.2.4 ESP协议 179 6.2.5 网络密钥交换 182 6.2.6 SA组合 191 6.2.7 IPsec的应用 192 6.3 IPv6协议及其安全性分析 194 6.3.1 IPv6协议格式 194 6.3.2 IPv6安全性分析 196 6.4 路由安全 197 6.4.1 RIP协议及其安全性分析 198 6.4.2 OSPF协议及其安全性分析 200 6.4.3 BGP协议及其安全性分析 203 6.5 习题 206 6.6 实验 209 6.6.1 IPsec VPN配置 209 6.6.2 用Wireshark观察IPsec协议的通信过程 209 第7章传输层安全 211 7.1 传输层安全概述 211 7.1.1 端口和套接字 212 7.1.2 UDP协议及其安全性 212 7.1.3 TCP协议及其安全性 213 7.2 SSL 216 7.2.1 SSL体系结构 216 7.2.2 SSL记录协议 218 7.2.3 SSL密码变更规格协议 220 7.2.4 告警协议 220 7.2.5 握手协议 221 7.2.6 密钥生成 226 7.3 TLS 227 7.3.1 TLS与SSL的差异 227 7.3.2 TLS 1.3 231 7.4 SSL/TLS VPN 234 7.5 习题 236 7.6 实验 237 第8章 DNS安全 239 8.1 DNS概述 239 8.1.1 因特网的域名结构 240 8.1.2 用域名服务器进行域名转换 241 8.2 DNS 面临的安全威胁 245 8.2.1 协议脆弱性 245 8.2.2 实现脆弱性 249 8.2.3 操作脆弱性 250 8.3 DNSSEC 251 8.3.1 DNSSEC基本原理 251 8.3.2 DNSSEC配置 267 8.3.3 DNSSEC的安全性分析 271 8.3.4 DNSSEC部署 271 8.4 习题 273 8.5 实验 274 8.5.1 DNSSEC配置 274 8.5.2 观察DNSSEC域名解析过程 275 第9章 Web应用安全 276 9.1 概述 276 9.2 Web应用体系结构脆弱性分析 277 9.3 SQL注入攻击及防范 282 9.3.1 概述 282 9.3.2 SQL注入漏洞探测方法 284 9.3.3 Sqlmap 289 9.3.4 SQL注入漏洞的防护 292 9.4 跨站脚本攻击 293 9.4.1 跨站脚本攻击原理 293 9.4.2 跨站脚本攻击的防范 297 9.5 Cookie欺骗及防范 298 9.6 CSRF攻击及防范 300 9.6.1 CSRF攻击原理 300 9.6.2 CSRF攻击防御 302 9.7 目录遍历及其防范 304 9.8 操作系统命令注入及防范 306 9.9 HTTP消息头注入攻击及防范 308 9.10 HTTPS 309 9.10.1 HTTPS基本原理 309 9.10.2 HTTPS服务器部署 310 9.11 HTTP over QUIC 311 9.12 Web应用防火墙 313 9.13 习题 314 9.14 实验 316 9.14.1 WebGoat的安装与使用 316 9.14.2 用Wireshark观察HTTPS通信过程 316 第10章电子邮件安全 317 10.1 电子邮件概述 317 10.2 电子邮件的安全问题 319 10.3 安全电子邮件标准PGP 321 10.3.1 PGP基本原理 322 10.3.2 PGP密钥管理 324 10.4 WebMail安全威胁及防范 327 10.5 垃圾邮件防范 332 10.5.1 基于地址的垃圾邮件检测 334 10.5.2 基于内容的垃圾邮件检测 335 10.5.3 基于行为的垃圾邮件检测 337 10.6 习题 337 10.7 实验 339 第11章 拒绝服务攻击及防御 341 11.1 概述 341 11.2 剧毒包型拒绝服务攻击 343 11.2.1 碎片攻击 343 11.2.2 其他剧毒包型拒绝服务攻击 344 11.3 风暴型拒绝服务攻击 346 11.3.1 攻击原理 346 11.3.2 直接风暴型拒绝服务攻击 347 11.3.3 反射型拒绝服务攻击 349 11.3.4 僵尸网络 356 11.3.5 典型案例分析 359 11.4 拒绝服务攻击的应用 361 11.5 拒绝服务攻击的检测及响应技术 362 11.5.1 拒绝服务攻击检测技术 362 11.5.2 拒绝服务攻击响应技术 363 11.6 习题 366 11.7 实验 369 11.7.1 编程实现SYN Flood DDoS攻击 369 11.7.2 编程实现NTP反射型拒绝服务攻击 370 第12章网络防火墙 371 12.1 概述 371 12.1.1 防火墙的定义 371 12.1.2 防火墙的作用 371 12.1.3 防火墙的分类 373 12.2 防火墙的工作原理 375 12.2.1 包过滤防火墙 375 12.2.2 有状态的包过滤防火墙 379 12.2.3 应用网关防火墙 381 12.3 防火墙的体系结构 384 12.3.1 屏蔽路由器结构 385 12.3.2 双宿主机结构