網絡安全習題和答案解析(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 3 7 C. 4 5 D. 4 62. TCSEC定義的屬于D級的系統是不安全的，以下操作系統中屬于D級的是（A）。 A. 運行非UNIX的Macintosh機 B. XENIX C. 運行Linux的PC機 D. UNIX系統二、問答題1. 橙皮書TCSEC對安全的各個分類級別的基本含義。? D：最低保護，指未加任何實際的安全措施，如DOS被定為D級。? C：被動的自主訪問策略，提供審慎的保護，并為用戶的行動和責任提供審計能力。 C1級：具有一定的自主型存取控制（DAC）機制，通過將用戶和數據分開達到安全的目的，如UNIX的owner/group/other存取控制。 C2級：具有更細分（每一個單獨用戶）的DAC機制，且引入了審計機制。在連接到網絡上時，C2系統的用戶分別對各自的行為負責。C2系統通過登錄過程、安全事件和資源隔離來增強這種控制。? B：被動的強制訪問策略，B系統具有強制性保護功能，目前很少有OS能夠符合B級標準。 B1級：還需具有所用安全策略模型的非形式化描述，實施了強制性存取控制（MAC）。 B2級：基于明確定義的形式化模型，并對系統中所有的主體和客體實施了DAC和MAC。 B3級：能對系統中所有的主體和客體的訪問進行控制，TCB不會被非法篡改，且TCB設計要小巧且結構化以便于分析和測試其正確性。? A：形式化證明的安全。 A1級：它的特色在于形式化的頂層設計規格FTDS、形式化驗證FTDS與形式化模型的一致性和由此帶來的更高的可信度。 只能用來衡量單機系統平臺的安全級別。2. 了解歐洲ITSEC對安全理論的發展做出的貢獻。20世紀90年代西歐四國聯合提出了信息技術安全評估標準ITSEC，又稱歐洲白皮書，帶動了國際計算機安全的評估研究，其應用領域為軍隊、政府和商業。該標準除了吸收TCSEC的成功經驗外，首次提出了信息安全的保密性、完整性、可用性的概念，并將安全概念分為功能和評估兩部分，使可信計算機的概念提升到可信信息技術的高度。3. 了解CC標準的基本內容及它在信息安全標準中的地位。1993年6月，六國七方共同提出了“信息技術安全評價通用準則”（CC for IT SEC），已成為國際標準，也是系統安全認證的最權威的標準。CC標準分為三個部分，三者相互依存，缺一不可：簡介和一般模型、安全功能要求（技術要求）、安全保證要求（非技術要求）。CC的先進性體現在4個方面：結構的開放性、表達方式的通用性、結構和表達方式的內在完備性、實用性。4. 了解我國計算機安全等級劃分與相關標準的五個等級。公安部1999年制定了《計算機信息系統安全保護等級劃分準則》國家標準，它劃分了5個等級，計算機信息系統安全保護能力隨著安全保護等級的增高而逐漸增強：用戶自主保護級、系統審計保護級、安全標記保護級、結構化保護級、訪問驗證保護級。5 密鑰分配與管理一、填空題1．密鑰管理的主要內容包括密鑰的 生成、分配、使用、存儲、備份、恢復和銷毀。2. 密鑰生成形式有兩種：一種是由 中心集中 生成，另一種是由 個人分散 生成。3． 密鑰的分配是指產生并使使用者獲得 密鑰 的過程。4． 密鑰分配中心的英文縮寫是 KDC 。二、問答題1. 常規加密密鑰的分配有幾種方案，請對比一下它們的優缺點。1. 集中式密鑰分配方案 由一個中心節點或者由一組節點組成層次結構負責密鑰的產生并分配給通信的雙方，在這種方式下，用戶不需要保存大量的會話密鑰，只需要保存同中心節點的加密密鑰，用于安全傳送由中心節點產生的即將用于與第三方通信的會話密鑰。這種方式缺點是通信量大，同時需要較好的鑒別功能以鑒別中心節點和通信方。目前這方面主流技術是密鑰分配中心KDC技術。我們假定每個通信方與密鑰分配中心KDC之間都共享一個惟一的主密鑰，并且這個惟一的主密鑰是通過其他安全的途徑傳遞。2. 分散式密鑰分配方案 使用密鑰分配中心進行密鑰的分配要求密鑰分配中心是可信任的并且應該保護它免于被破壞。如果密鑰分配中心被第三方破壞，那么所有依靠該密鑰分配中心分配會話密鑰進行通信的所有通信方將不能進行正常的安全通信。如果密鑰分配中心被第三方控制，那么所有依靠該密鑰分配中心分配會話密鑰進行進信的所有通信方之間的通信信息將被第三方竊聽到。2. 公開加密密鑰的分配有哪幾種方案?它們各有什么特點?哪種方案最安全?哪種方案最便捷?1. 公開密鑰的公開宣布 公開密鑰加密的關鍵就是公開密鑰是公開的。任何參與者都可以將他的公開密鑰發送給另外任何一個參與者，或者把這個密鑰廣播給相關人群，比如PGP。致命的漏洞：任何人都可以偽造一個公開的告示，冒充其他人，發送一個公開密鑰給另一個參與者或者廣播這樣—個公開密鑰。 2. 公開可用目錄 由一個可信任的系統或組織負責維護和分配一個公開可以得到的公開密鑰動態目錄。公開目錄為每個參與者維護一個目錄項{標識，公開密鑰}，當然每個目錄項的信息都必須經過某種安全的認證。任何其他方都可以從這里獲得所需要通信方的公開密鑰。致命的弱點：如果一個敵對方成功地得到或者計算出目錄管理機構的私有密鑰，就可以偽造公開密鑰，并發送給其他人達到欺騙的目的。 3. 公開密鑰管理機構 通過更嚴格地控制公開密鑰從目錄中分配出去的過程就可以使得公開密鑰的分配更安全。它比公開可用目錄多了公開密鑰管理機構和通信方的認證以及通信雙方的認證。在公開密鑰管理機構方式中，有一個中心權威機構維持著一個有所有參與者的公開密鑰信息的公開目錄，而且每個參與者都有一個安全渠道得到該中心權威機構的公開密鑰，而其對應的私有密鑰只有該中心權威機構才持有。這樣任何通信方都可以向該中心權威機構獲得他想要得到的其他任何一個通信方的公開密鑰，通過該中心權威機構的公開密鑰便可判斷它所獲得的其他通信方的公開密鑰的可信度。 4. 公開密鑰證書 公開密鑰管理機構往往會成為通信網絡中的瓶頸。如果不與公開密鑰管理機構通信，又能證明其他通信方的公開密鑰的可信度，那么既可以解決公開宣布和公開可用目錄的安全問題，又可以解決公開密鑰管理機構的瓶頸問題，這可以通過公開密鑰證書來實現。目前，公開密鑰證書即數字證書是由證書授權中心CA頒發的。3. 如何利用公開密鑰加密進行常規加密密鑰的分配?假定通信的雙方A和B已經通過某種方法得到對方的公開密鑰，常規加密密鑰分發過程如下步驟所示： (1) AB：EKUb[N1||IDa]A使用B的公開密鑰KUb加密一個報文發給B，報文內容包括一個A的標識符IDa和一個現時值N1，該現時值用于惟一地標識本次交互。 (2) BA：EKUb[N1||N2] B返回一個用A的公開密鑰KUa加密的報文給A，報文內容包括A的現時值N1和B新產生的現時值N2。因為只有B才可以解密(1)中的報文，報文(2)中的N1存在使得A確信對方是B。 (3) AB：EKUb[N2] A返回一個用B的公開密鑰KUb加密的報文給B，因為只有A才可以解密(2)中的報文，報文(3)中的N2存在使得B確信對方是A。 (4) AB：EKUb[EKRa[Ks]] A產生一個常規加密密鑰Ks，并對這個報文用A的私有密鑰KRa加密，保證只有A才可能發送它，再用B的公有密鑰KUb加密，保證只有B才可能解讀它。(5) B計算DKUa[DKRb[EKUb[EKRa[Ks]]]]得到Ks，從而獲得與A共享的常規加密密鑰，因而通過Ks可以與之安全通信。4. 密鑰的產生需要注意哪些問題?算法的安全性依賴于密鑰，如果用一個弱的密鑰產生方法，那么整個系統都將是弱的。DES有56位的密鑰，正常情況下任何一個56位的數據串都能成為密鑰，所以共有256種可能的密鑰。在某些實現中，僅允許用ASCII碼的密鑰，并強制每一字節的最高位為零。有的實現甚至將大寫字母轉換成小寫字母。這些密鑰產生程序都使得DES的攻擊難度比正常情況下低幾千倍。因此，對于任何一種加密方法，其密鑰產生方法都不容忽視。大部分密鑰生成算法采用隨機過程或者偽隨機過程來生成密鑰。隨機過程一般采用一個隨機數發生器，它的輸出是一個不確定的值。偽隨機過程一般采用噪聲源技術，通過噪聲源的功能產生二進制的隨機序列或與之對應的隨機數。5．KDC在密鑰分配過程中充當何種角色？KDC在密鑰分配過程中充當可信任的第三方。KDC保存有每個用戶和KDC之間共享的唯一密鑰，以便進行分配。在密鑰分配過程中，KDC按照需要生成各對端用戶之間的會話密鑰，并由用戶和KDC共享的密鑰進行加密，通過安全協議將會話密鑰安全地傳送給需要進行通信的雙方。6 數字簽名與鑒別協議一、選擇題1. 數字簽名要預先使用單向Hash函數進行處理的原因是（C）。 A. 多一道加密工序使密文更難破譯 B. 提高密文的計算速度 C. 縮小簽名密文的長度，加快數字簽名和驗 證簽名的運算速度 D. 保證密文能正確還原成明文二、填空題1． 數字簽名 是筆跡簽名的模擬，是一種包括防止源點或終點否認的認證技術。三、問答題1. 數字簽名有什么作用？當通信雙方發生了下列情況時，數字簽名技術必須能夠解決引發的爭端：? 否認，發送方不承認自己發送過某一報文。? 偽造，接收方自己偽造一份報文，并聲稱它來自發送方。? 冒充，網絡上的某個用戶冒充另一個用戶接收或發送報文。? 篡改，接收方對收到的信息進行篡改。2. 請說明數字簽名的主要流程。數字簽名通過如下的流程進行：(1) 采用散列算法對原始報文進行運算，得到一個固定長度的數字串，稱為報文摘要(Message Digest)，不同的報文所得到的報文摘要各異，但對相同的報文它的報文摘要卻是惟一的。在數學上保證，只要改動報文中任何一位，重新計算出的報文摘要值就會與原先的值不相符，這樣就保證了報文的不可更改性。(2) 發送方用目己的私有密鑰對摘要進行加密來形成數字簽名。(3) 這個數字簽名將作為報文的附件和報文一起發送給接收方。(4) 接收方首先對接收到的原始報文用同樣的算法計算出新的報文摘要，再用發送方的公開密鑰對報文附件的數字簽名進行解密，比較兩個報文摘要，如果值相同，接收方就能確認該數字簽名是發送方的，否則就認為收到的報文是偽造的或者中途被篡改。3. 數字證書的原理是什么？數字證書采用公開密鑰體制（例如RSA）。每個用戶設定一僅為本人所知的私有密鑰，用它進行解密和簽名；同時設定一公開密鑰，為一組用戶所共享，用于加密和驗證簽名。 采用數字證書，能夠確認以下兩點：(1) 保證信息是由簽名者自己簽名發送的，簽名者不能否認或難以否認。(2) 保證信息自簽發后到收到為止未曾做過任何修改，簽發的信息是真實信息。4. 報文鑒別有什么作用，公開密鑰加密算法相對于常規加密算法有什么優點？報文鑒別往往必須解決如下的問題：(1) 報文是由確認的發送方產生的。(2) 報文的內容是沒有被修改過的。(3) 報文是按傳送時的相同順序收到的。(4) 報文傳送給確定的對方。一種方法是發送方用自己的私鑰對報文簽名，簽名足以使任何人相信報文是可信的。另一種方法常規加密算法也提供了鑒別。但有兩個問題，一是不容易進行常規密鑰的分發，二是接收方沒有辦法使第三方相信該報文就是從發送方送來的，而不是接收方自己偽造的。 因此，一個完善的鑒別協議往往考慮到了報文源、報文宿、報文內容和報文時間性的鑒別。5. 利用常規加密方法進行相互鑒別的NeedhamSchroeder協議的鑒別過程是怎樣的？Needham—Schroeder協議的鑒別通過如下的步驟進行：（1）AKDC:（IDa，IDb，Ra）。 通信方A將由自己的名字IDa，通信方B的名字IDb和隨機數Ra組成的報文傳給KDC。（2）KDCA: EKa(Ra, IDb, Ks, EKb(Ks, IDa))。 KDC產生一隨機會話密鑰Ks。他用與通信方B共享的秘密密鑰Kb對隨機會話密鑰Ks和通信方A名字組成的報文加密。然后用他和通信方A共享的秘密密鑰Ka對通信方A的隨機值、通信方B的名字、會話密鑰Ks和已加密的報文進行加密，最后將加密的報文傳送給通信方A。（3）AB: EKb(Ks, IDa)。 通信方A將報文解密并提取Ks。他確認Ra與他在第(1)步中發送給KDC的一樣。然后他將KDC用通信方B的密鑰Kb加密的報文發送給通信方B。（4）BA: EKs(Rb)。 通信方B對報文解密并提取會話密鑰Ks，然后產生另一隨機數Rb 。他使用會話密鑰Ks加密它并將它發送給通信方A。（5）AB: EKs(Rb1)。 通信方A用會話密鑰Ks將報文解密，產生Rb1并用會話密鑰Ks對它加密，然后將報文發回給通信方B。（6）通信方B用會話密鑰Ks對信息解密，并驗證它是Rb1。6. 了解NeedhamSchroeder協議在防止重放攻擊方面的缺陷以及對它進行修改的方案。盡管Needham—Schroeder協議已經考慮了重放攻擊，但是設計一個完美的沒有漏洞的鑒別協議往往是很困難的。讓我們考慮一下這種情況，如果一個對手已經獲得了一個舊的會話密鑰，那么在第(3)步中就可冒充通信方A向通信方B發送一個舊密鑰的重放報文，而此時通信方B無法確定這是—個報文的重放。Denning對Needham—schroeder協議進行了修改，防止這種情況下的重放攻擊，其過程如下：（1）AKDC:（IDa，IDb）。（2）KDCA: EKa(T, IDb, Ks, EKb(T, Ks, IDa))。（3）AB: EKb(T, Ks, IDa)。