2.1.4 信息安全
1、CIA三要素：保密性（confidentiality）、完整性（integrity）、可用性（availability）也称为信息安全三元组。
保密性：信息在我给你传输的过程中不被其他人窃取
完整性：发送的数据和接收的数据是一样的，不能被修改的
可用性：当你需要的时候可以用到
2、信息安全的四个层次
设备安全、数据安全、内容安全、行为安全
（1）设备安全
设备的稳定性。设备在一定时间不出故障的概率。
设备的可靠性。设备在一定时间内正常执行任务的的概率。
设备的可用性。设备随时可以正常使用的概率。
设备安全是信息系统安全的物质基础。需要考虑硬件设备，也要考虑软件系统
（2）数据安全
秘密性、完整性、可用性
数据安全是静态安全
（3）内容安全
在政治、法律、道德层次上的要求
（4）行为安全
秘密性、完整性、可控性
行为安全是动态安全
3、加解密
加密技术包括两个元素：算法和密钥
（1）对称加密算法（DES）：私人密钥加密，加密密钥和解密密钥相同
优点：简单快捷、密钥较短、破译困难
（2）非对称加密算法（RSA）：公开密钥加密，加密密钥和解密密钥不同
将传统密码的密钥K一分为二，分为加密钥Ke和解密钥Kd，Ke是公开的，Kd是保密的。
加密密钥可以公开，但解密密钥需要保密
（3）Hash函数（散列函数）
实现保密性、报文认证、数字签名
（4）数字签名
如果当事的双方关于签名的真伪发生争执，能够在公正的仲裁者面前通过验证签名来确认其真伪，利用RSA密码可以同时实现数字签名和数字加密。数字签名用的非对称加密
（5）认证
认证的那个东西是保密的，数字签名的那个东西是公开的。
认证允许收发双方互相验证其真实性，不允许第三方验证，数字签名允许第三方验证。
数字签名具有发送方不能抵赖、接收方不能伪造和具有在公证人面前解决纠纷的能力，而认证不一定具备。
认证和数字签名都是确保数据真实性的措施
4、信息网络安全
计算机设备网络、网络安全、操作系统安全、数据库系统安全、应用系统安全
1）计算机设备网络
保证计算机设备的运行安全是信息系统安全最重要的内容之一，除完整性、机密性和可用性之外，计算机设备安全还包括：
抗否认性：一般通过数字签名 来提供抗否认服务。
可审计性：对计算机信息系统的工作过程进行详细的审计跟踪，同时保证审计记录和审计日志，从中可以发现问题。
可靠性：计算机在规定的条件下和给定的时间内完成预定功能的概率。
2） 网络安全
网络作为信息的收集、存储、分配、传输、应用的主要载体，其安全对整个信息的安全起着至关重要甚至是决定性的作用。网络环境是信息共享、信息交流、信息服务的理想空间。互联网 （Internet）与生俱来的开放性、交互性和分散性特征，在满足人们开放、灵活、快速地分享信息的同时，也同时带来了网络安全的相关问题。
信息泄露、信息污染、信息不易受控。
信息泄密、信息破坏、信息侵权和信息渗透。
网站遭受恶意攻击而导致损坏和瘫痪。
互联网是以TCP/IP网络协议为基础的，没有针对信息安全问题在协议层面做专门的设计，这是网络信息安全问题频繁出现且不易解决的根本原因。
常见的网络威胁包括：
•网络监听。
• 口令攻击。
• 拒绝服务（DoS） 攻击及分布式拒绝服务（DDoS）攻击。
•漏洞攻击。例如利用Web安全漏洞和OpenSSL安全漏洞实施攻击。
• 僵尸网络 （Botnet）。
•网络钓鱼（Phishing）。
•网络欺骗。网络欺骗主要有ARP欺骗、DNS欺骗、IP欺骗、Web欺骗、E-mail欺骗等。
• 网站安全威胁。网站安全威胁主要有SQL注入攻击、跨站攻击、旁注攻击等。
•高级持续性威胁（APT）。
3）操作系统安全
操作系统是计算机系统最基础的软件，实质上是一个资源管理系统，管理着计算机系统的各种资源，用户通过它获得对资源的访问权限。
操作系统安全是计算机系统软件安全的必要条件，若没有操作系统提供的基础安全性，信息系统的安全性是没有基础的。按照安全威胁的表现形式来划分，操作系统面临的安全威胁主要有：
•计算机病毒。
•逻辑炸弹。指在特定逻辑条件满足时，实施破坏的计算机程序。
•特洛伊木马。特洛伊木马程序能够在计算机管理员未发觉的情况下开放系统权限、泄漏用户信息、甚至窃取整个计算机管理使用权限。
•后门指的是嵌在操作系统中的一段非法代码，渗透者可以利用这段代码侵入系统。安装后门的目的就是为了渗透。
•隐蔽通道。隐蔽通道可定义为系统中不受安全策略控制的、违反安全策略、非公开的信息泄露路径。
5、网络安全技术
网络安全技术主要包括：防火墙、入侵检测与防护、VPN、安全扫描、网络罐技术、用户和实体行为分析技术等。
1）防火墻
防火墻是建立在内外网络边界上的过滤机制，内部网络被认为是安全和可信赖的，而外部网络被认为是不安全和不可信赖的。防火墙可以监控进出网络的流量，仅让安全、核准的信息进入，同时抵御企业内部发起的安全威胁。防火墙的主要实现技术有：数据包过滤、应用网关和代理服务等。
2） 入侵检测与防护
入侵检测与防护技术主要有两种：入侵检测系统 （Intrusion Detection System，IDS)和入侵防护系统（Intrusion Prevention System, IPS)
入侵检测系统（IDS）注重网络安全状况的监管，通过监视网络或系统资源，寻找违反安全策略的行为或攻击迹象并发出报警。因此绝大多数IDS 系统都是被动 的。
入侵防护系统（IPS）倾向于提供主动 防护，注重对入侵行为的控制。其设计宗旨是预先对入侵活动和攻击性网络流量进行拦截，避免造成损失。IPS是通过直接嵌入到网络流量中实现这一功能的，即通过一个网络端口接收来自外部系统的流量，经过检查确认其中不包含异常活动或可疑内容后，再通过另外一个端口将它传送到内部系统中。这样一来，有问题的数据包以及所有来自同一数据流的后续数据包，都能在IPS设备中被清除掉。
3） 虚拟专用网络（Virtual Private Network, VPN）
VPN是依靠ISP （Internet服务提供商）和其他NSP（网络服务提供商），在公用网络中建立专用的、安全的数据通信通道的技术。VPN可以认为是加密和认证技术在网络传输中的应用。VPN网络连接由客户机、传输介质和服务器三部分组成，VPN的连接不是采用物理的传输介质，而是使用称之为"隧道 "的技术作为传输介质，这个隧道是建立在公共网络或专用网络基础之上的。常见的隧道技术包括：点对点隧道协议（Point-to-Point Tunneling Protocol,PPTP）、第2层隧道协议 （Layer2 TunnelingProtocol,L2TP）和IP安全协议 （IPSec）。
4） 安全扫描
安全扫描包括漏洞扫描、端口扫描、密码类扫描（发现弱口令密码）等。安全扫描可以应用被称为扫描器的软件来完成，扫描器是最有效的网络安全检测工具之一，它可以自动检测远程或本地主机、网络系统的安全弱点以及可能被利用的系统漏洞。
5）网络蜜罐技术
蜜罐（Honeypot） 技术是一种主动防御 技术，是入侵检测技术的一个重要发展方向，也是一个"诱捕"攻击者的陷阱。蜜罐系统是一个包含漏洞的透骗系统，它通过模拟一个或多个易受攻击的主机和服务，给攻击者提供一个容易攻击的目标。攻击者往往在蜜罐上浪费时间，延缓对真正目标的攻击。由于蜜罐技术的特性和原理，使得它可以对入侵的取证提供重要的信息和有用的线索，便于研究入侵者的攻击行为。
6、Web威胁防护技术
(1)Web访问控制技术
在访问页面的时候进行身份认证
(2)单点登录技术
采用数字证书的加密和数字签名技术，"一点登录，多点访问"
(3)网页防篡改技术
网页防篡改技术包括时间轮询技术、核心内嵌技术、事性触发技术、文件过滤驱动技术等。
•时间轮询技术。时间轮询技术利用网页检测程序，以轮询方式读出要监控的网页，通过与真实网页相比较来判断网页内容的完整性，对于被篡改的网页进行报警和恢复。
•核心内嵌技术。核心内嵌技术即密码水印技术，该技术将篡改检测模块内嵌在Web服务器软件里，它在每一个网页流出时都进行完整性检查，对于篡改网页进行实时访问阻断，并予以报警和恢复。
•事件触发技术。事件触发技术就是利用操作系统的文件系统或驱动程序接口，在网页文件被修改时进行合法性检查，对于非法操作进行报警和恢复。
• 文件过滤驱动技术。文件过滤技术是一种简单、高效且安全性又极高的一种防篡改技术，通过事件触发方式，对Web服务器所有文件夹中的文件内容，对照其底层文件属性，经过内置散列快速算法进行实时监测；若发现属性变更，则将备份路径文件夹中的内容复制到监测文件夹的相应文件位置，使得公众无法看到被篡改页面。
总结：
第一代：时间轮询：每隔一段时间（10分钟）就对页面就行一次自动化检查，这种技术有两个缺点：存在时间间隔、资源占用大
第二代：核心内嵌和事件触发
核心内嵌：密码水印，先对页面进行非对称加密，如果有人访问的话先进行判断有没有被篡改，如果篡改了就不让访问。
事件触发：利用文件系统的属性判断是否被篡改，比如之前是1K篡改后变成1M
第三代：文件过滤驱动技术
通过内置散列快速算法（哈希算法）对文件的属性进行检查，如果被篡改了就用备份文件夹里面的内容
(4)Web内容安全
内容安全管理分为：电子邮件过滤、网页过滤、反间谍软件
7、下一代防火墙（NGFW）
在传统防火墙数据包过滤、网络地址转换、协议状态检查、VPN功能的基础上，可以全面应对应用层威胁的高性能防火墙，与传统的防火墙相比，新增如下功能：
（1）入侵防御系统（IPS）
（2）基于应用识别的可视化。根据数据包的去向，阻止或允许数据包。他们通过分析第7层（应用层）的流量来做到这一点，传统的防火墙不具备这种能力，因为他们只分析3、4层的流量。
（3）智能防火墙
8、安全行为分析技术
用户和实体行为分析（UEBA）
三个考点：
（1）两种方法：基本分析方法、高级分析方法（机器学习）
（2）有没有分析行为？ 答：分析行为了
（3）组成：数据获取层、算法分析层、场景应用层
9、网络安全态势
安全态势感知的前提是"安全大数据"
网络安全态势感知的相关关键技术主要包括：海量多元异构数据的汇聚融合技术、面向多类型的网络安全威胁评估技术、网络安全态势评估与决策支撑技术、网络安全态势可视化等。
2.2.1 物联网（物品连接到网络）
1、三层架构：感知层、网络层、应用层
感知层：由传感器构成。是识别物体采集信息的
网络层：整个物联网的中枢，负责传输信息
应用层：面向用户的
2、关键技术
1）传感器技术
射频识别技术（RFID）：无线系统、无线电信号
2）传感网
微机电系统（MEMS）：就是微型传感器，通过微型传感器和其他设备结合在一起，组成微型系统，然后将微型系统集成到大型的系统中，提高大型系统的自动化、智能化和可靠性水平。
3）应用系统框架
5个重要技术部分：
机器、传感器硬件、通信网络、中间件、应用
2.2.2云计算
1、技术基础
(1)IaaS：基础设施即服务：租用服务器、存储、算力，给用户提供基础设施的
(2)PaaS：平台即服务：提供虚拟的操作系统、数据库管理系统、Web应用等平台的服务，在平台的基础上进行开发
(3)SaaS：软件即服务：向用户提供应用软件
2、关键技术
虚拟化技术、云存储技术、多租户和访问控制管理、云安全技术
(1)虚拟化技术
单CPU模拟多CPU
虚拟化技术与多任务以及超线程技术是完全不同的。
虚拟化技术：允许一个平台同时运行多个操作系统，每个操作系统中都有多个程序运行，每个操作系统都运行在一个虚拟的CPU或者虚拟主机上。之间是相互独立的，互不影响，
多任务：一个操作系统中多个程序并行运行
超线程：单CPU模拟双CPU来平衡程序的运行，这两个模拟出来的CPU是不能分离的，只能协同工作。
(2)云存储技术
容器：可以共用电脑资源，不需要分配空间
技术：Docker
(3)多租户和访问控制管理
ABE密码机制的4个参与者：数据提供者、可信第三方授权中心、云存储服务器、用户
基于ABE密码机制云计算访问控制具体流程：
①可信授权中心生成主密钥和公开参数，将系统公钥传给数据提供者，数据提供者收到系统公钥之后，用策略树和系统公钥对文件加密，将密文和策略树上传到云服务器；
②当一个新用户加入系统后，将自己的属性集上传给可信授权中心并提交私钥申请请求，可信授权中心针对用户提交的属性集和主密钥计算生成私钥，传给用户；
③用户下载感兴趣的数据。如果其属性集合满足密文数据的策略树结构，则可以解密密文；否则，访问数据失败。
(4)云安全技术
※云计算的典型特征
多租户及虚拟化的访问控制
2.2.3 大数 据
1、技术基础
主要特征：数据海量、数据类型多样、数据价值密度低、数据处理速度快
技术架构：大数据获取技术、分布式数据处理技术、大数据管理技术、大数据应用和服务技术
2.2.4区块链（分布式的结构）
以非对称加密算法（RSA）为基础
4大分类：公有链、联盟链、私有链、混合链
7大特征：多中心化、多方维护、时序数据、智能合约、不可篡改、开放共识、安全可信
2、关键技术
（1）分布式账本
交易记账由分布式在不同地方的多个节点共同完成，每个节点保存一个唯一、真实账本的副本
理解：我借给小王多少钱大家都在账本中知道，小王还钱的时候大家也都知道
（2）加密算法
散列（哈希）算法、非对称加密算法
主要的哈希算法：MD5、SHA、SM3，目前区块链主要使用的是SHA256算法
（3）共识机制
常用的共识机制有PoW（工作量证明机制）、PoS（权益证明机制）、DPoS、Paxos、PBFT等
根据区块链不同应用场景中各种共识机制的特性，共识机制分析可基于：
•合规监管：是否支持超级权限节点对全网节点、数据进行监管。
•性能效率：交易达成共识被确认的效率。
•资源消耗：共识过程中耗费的CPU、网络输入输出、存储等资源。
•容错性：防攻击、防欺诈的能力。
总结：
1）区块链将成为互联网的基础协议之一。
2）区块链架构的不同分层将承载不同的功能。
3）区块链的应用和发展将呈螺旋式上升趋势。
2.2.5人工智能
1、关键技术
（1）机器学习
（2）自然语言处理：自然语言处理不是一般的去研究自然语言，自然语言处理主要应用于机器翻译、與情监测、自动摘要、观点提取、文本分类、问题回答、文本语义对比、语音识别、中文OCR等方面。
（3）专家系统
专家系统是一个智能计算机程序系统，通常由人机交互界面、知识库、推理机、解释器、综合数据库、知识获取等6个部分构成，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，它能够应用人工智能技术和计算机技术，根据系统中的知识与经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，以便解决那些需要人类专家处理的复杂问题。简而言之，专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。
2.2.6虚拟现实
主要特征：
沉浸性、交互性、多感知性、构想性、自主性
主要技术：
人机交互技术、传感器技术、动态环境建模技术、系统集成技术