第一天
网络与信息安全理论
网络与信息安全概述
1.1 信息安全的研究方向与现状
目前，信息安全的研究包含密码学、网络安全、信息系统安全、信息内容安全、信息对抗等方向。网络空间是所有信息系统的集合，是互联网、工业互联网、物联网、车联网、社交网的集合，是人类活动的新空间。网络空间安全的核心是信息安全。网络空间安全学科是研究信息的获取、存储、处理等领域中信息安全保障问题的一门学科。
当前网络信息安全面临的问题有社会生活高度依赖网络，网络产品供应链与产品质量风险，信息产品技术滥用风险，人员、代码、数据安全问题，安全意识不到位，恶意代码和安全漏洞风险，APT攻击等。
1.2 信息安全的基本要素
信息安全的基本要素主要包括以下五个方面：
（1）机密性（Confidentiality）保证信息不会泄露给未经授权的进程或实体，只提供给授权者使用。
（2）完整性（Integrity）信息完整性的含义是只能被授权许可的人修改，并且能够被判别该信息是否已被篡改。系统完整性的含义是可按系统原来功能运行，并且不被非授权者操纵。
（3）可用性（Availability）只有授权者才可以在需要时访问该数据，而非授权者应被拒绝访问数据。
（4）可控性（Controllability）可控制数据流向和行为。
（5）可审查性（Reviewability）出现问题有证据可查。
另外，有人将五要素进行了扩展，增加了可鉴别性、不可抵赖性和可靠性。
可鉴别性（Identifiability）网络应对用户、进程、系统和信息等实体进行身份鉴别。
不可抵赖性（Non-Repudiation）数据的发送方与接收方都无法对数据传输的事实进行抵赖。
可靠性（Reliability）系统在规定的时间、环境下，持续完成规定功能的能力，就是系统无故障运行的概率。
信息安全属性还包括公平性、隐私性、合规性、时效性等。
信息安全等级保护工作中，使用机密性、完整性、可用性三种属性划分信息系统的安全等级，这三个属性统称：CIA
1.3 信息安全的目标和功能
从宏观来说，信息安全的目标就是确保系统合法、合规，满足国家安全需求；从微观来说，信息安全的目标就是避免信息系统出现各种网络安全问题。
网络安全的目标就是五个基本安全属性，即完整性、机密性、可用性、可控性、防抵赖性。要实现网络安全的五个基本目标，网络应具备防御、监测、应急、恢复等基本功能。
信息网络安全的基本功能：
监测：检测各类网络威胁的手段
防御：阻止各类网络威胁的手段
应急：针对突发安全事件、网络攻击，所采取的安全措施
恢复：发生突发安全事件后，所采取的恢复网络、系统正常的措施。
1.4 信息安全理论基础
信息安全理论基础包含的学科如下：
（1）通用理论基础。
数学：包含代数、数论、概率统计、组合数学、逻辑学等知识。
信息理论：包含信息论、控制论、系统论。
计算理论：包含可计算下理论、计算复杂性理论。
（2）特有理论基础
访问控制理论：包含各种访问控制模型、授权理论。
博弈论：一些个人、团队、组织面对一定的环境条件，在一定的规则约束下，依靠掌握的信息，同时或先后，一次或多次，从各自允许选择的行为或策略进行选择并实施，并各自取得相应结构或收益的过程。
密码学： 研究编制密码和破译密码的技术科学。
1.5 信息系统安全层次
信息系统安全可以划分为四个层次
设备安全：
设备稳定性，设备一定时间内不出故障的概率
设备可靠性，设备一定时间内正常运行的概率
设备可用性，设备随时可以正常使用的概率
数据安全：
数据秘密性，数据不被未授权方使用的属性
数据完整性，数据保持真实与完整，不被篡改的属性
数据可用性，数据随时可以正常使用的概率
内容安全：
政治健康，合法合规，符合道德规范：确保数据的政治、法律、道德的安全
行为安全：
行为秘密性：行为的过程和结果是秘密的，不影响数据的秘密性
行为完整性：行为的过程和结果可预期，不影响数据的完整性
行为可控性：可及时发现、纠正、控制偏离预期的行为。
1.6 信息安全管理
信息安全管理是信息安全管理方法、依据、流程、工具、评估等工作和方法集合的总称。
信息安全管理要素包含：网络管理对象、网络脆弱性、网络威胁、网络风险、网络保护措施等。
第一步：
识别安全管理对象
第二步：
1、识别对象价值
2、识别威胁
3、识别脆弱性
4、识别风险级别
第三步：
构建防范体系，制订防范措施
第四步：
实施安全措施
第五步：
安全运维、设备管理
信息系统生命周期中的安全管理活动
生命周期阶段
规划阶段：安全风险评估、获取安全目标和需求
设计阶段：设计安全解决方案，构架安全结构，选定风险控制方法
实现阶段：
（1）产品与系统方面：部署安全产品，配置系统的安全选项
（2）效果分析方面：检查需求规划是否已经满足；运行环境是否符合设计要求；评价安全系统实施效果
运行、维护阶段：编制安全制度、建立安全管理组织、管理安全设备、管理并及时增减管理对象、监测威胁、应急响应、修补系统漏洞
废弃阶段：评估废弃系统的风险；安全处置废弃系统
1.7 计算机系统安全
计算机系统安全是指为了保证计算机信息系统安全可靠运行，确保计算机信息系统在对信息进行采集、处理、存储过程中，不致收到认为（包括未授权使用计算机资源的人）或自然因素的危害，而使信息丢失、泄露或破坏，对计算机设备、设施（包括机房建筑、供电、空调等）、环境人员等采取适当的安全措施。
计算机系统安全涉及的知识有数学、通信、计算机、法律、心理学、社会学等。计算机系统安全的研究方向可以分为基础理论研究、应用技术研究、安全管理研究等。
1.7.1 系统可靠性涉及的概念
系统可靠性涉及的概念如下所述。
1.常见概念
（1）平均无故障时间 Mean Time To Failure, MTTF
（2）平均修复时间 Mean Time To Repair,MTTR
（3）平均失效间隔 Mean Time Between Failure, MTBF
2.系统可靠性
系统可靠性是系统正常运行的概率，通常用R表示，可靠性和失效率的关系如下：
系统可以分为串联系统（由n个子系统串联而成，一个子系统失败，则整个系统失效。）、并联系统（由n个子系统并联而成，n个系统互为冗余、只要有一个系统正常，则整个系统正常）和模冗余系统（由n个系统和一个表决器组成，通常表决器是视为永远不会坏的，超过n+1个系统多数相同结果的输出作为系统输出）。
3.容错技术
容错是提高系统出现部件问题时，能保证数据完整，持续提供服务的能力。容错技术通常是增加冗余资源来解决故障造成的影响。
常用的容错技术有软件容错、硬件容错、数据容错。
4.容灾
容灾系统是指在相隔较远的异地，建立两套以上功能相同的系统，各系统相互监视健康状态以便进行切换，当一处的系统因意外（如火灾、地震等）停止工作时，整个应用系统可以切换到另一处，使得该系统功能可以继续正常工作。
容灾的目的和实质是保持信息系统的业务持续性。
1.7.2 人员安全管理
人员安全管理是提高系统安全最有效的一种手段。人员安全管理首先应建立正式的安全管理组织机构，然后委任并授权安全管理机构负责人负责安全管理的权力，负责安全管理工作的组织和实施。
人员安全管理按受聘前、在聘中、离职三个时间段来实施。
（1）受聘前：考察教育、工作、信用记录、犯罪记录等背景。
（2）在聘中：签订保密协议、并实施访问控制、进行定期考核和评价。
（3）离职：离职谈话，收回权限，签订离职协议。
1.7.3 网络安全等级保护
网络安全等级保护是指对国家秘密信息、法人和其他组织及公民的专有信息以及公开信息和存储、传输、处理这些信息系统分等级实行安全保护，对信息系统中使用的信息安全产品实行按等级管理，对信息系统中发生的信息安全事件分等级响应、处置。
1.概述
等级保护中的安全等级，主要是根据受侵害的客体和对客体的侵害程度来划分的。
等级保护工作可以分为五个阶段，分别是定级、备案、等级测评、安全整改、监督检查。
定级的流程可以分为五步，分别是确定定级对象、用户初步定级、组织专家评审、行业主管部门审核、公安机关备案审核。
2.等级保护2.0
（1）新增了针对云计算、移动互联网、物联网、工业控制系统及大数据等新技术和新应用领域的要求。
（2）采用"一个中心，三重防护"的总体技术设计思路。一个中心即安全管理中心，三重防护即安全计算环境、安全区域边界、安全通信网络。
（3）强化了密码技术和可信计算技术的使用，并且从第一级到第四级均在"安全通信网络""安全区域边界"和"安全计算环境"中增加了"可信验证"控制点。 其中，一级增加了通信设备、边界设备、计算可信设备的系统引导程序、系统程序的可信验证；
二级在一级的基础上增加了通信设备、边界设备、计算可信设备的重要配置参数和通信引导程序的可信验证，并增加将验证结果形成审计记录；
三级在二级的基础上增加了关键执行环节进行动态可信验证，在检测到其可信性手段破坏后进行报警，并将验证结果形成审计记录送至安全管理中心；
四级增加了应用程序的所有执行环节对其执行环境进行可信验证。
（4）各级计算要求修订为"安全物理环境、安全通信网络、安全区域边界、安全计算环境、安全管理中心"共五个部分。
各级管理要求修订为"安全管理制度、安全管理机构、安全管理人员、安全建设管理、安全运维管理"共五个部分。