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网络安全原理与技术思考题/简答题

news 来源：原创 2025/7/18 15:53:01

作业1（第1章、第2章、第8章）

1. 网络安全的基本属性有哪些？简单解释每个基本属性的含义。网络安全的扩展属性包括哪些？

基本属性：

1.机密性(Confidentiality)：
含义：确保信息不被未授权的用户、实体或过程获取和读取，即防止信息泄露给未经许可的对象。
只有被授权的人员才能访问特定的信息，未授权的访问将被拒绝。

2.完整性(Integrity)：
含义：保护信息的准确性和完整性，防止未经授权的篡改、破坏或丢失。
信息在传输和存储过程之中保持不变，未经授权的修改将被检测和防止。

3.可用性(Availability)：
含义：确保合法用户在需要时能够访问和使用信息及相关的资源。
系统和网络应具备抗攻击和鼓掌的能力，提供持续的服务。

扩展属性：

1.非否认性(Non-repudiation)：
含义：确保通信双方无法否认已经发生的操作或通信行为。
提供证据，防止发生者或接收者否认发送或接受过的信息。

2.真实性(Authenticity)：
含义：验证信息的来源和发生者的身份，确保信息确实来自其声称的来源。
防止假冒和欺骗，通过身份验证机制确认通信双方的身份。

3.可控性(Controllability)：
含义：保证信息和信息系统的授权认证和监控管理。
这一点可以确保某个实体(人或系统)的身份的真实性。

2. 现代加密模型的五元组包括哪些？对称加密和非对称加密体制根本的区别是什么？

现代加密模型的五元组：

①明文(Plaintext)：待加密的原始数据或信息。
②密文(Ciphertext)：加密算法处理明文后得到的不可读的加密数据。
③密钥(Key)：用于加密和解密的密钥，在对称加密中，加密密钥和解密密钥相同；在非对称加密中，密钥成对出现，分为公钥和私钥。
④加密算法(Encryption Algorithm)：对明文进行加密操作的算法，定义了加密过程中的数学运算。
⑤解密算法(Decryption Algorithm)：将密文还原为明文的算法，使用相应的密钥进行解密操作。

对称加密和非对称加密体制根本的区别：

对称加密(Symmetric Encryption)：

- 密钥特点：加密密钥和解密密钥相同。
- 根本区别：发送方和接收方使用相同的密钥，需要在通信前安全地共享密钥。

非对称加密(Asymmetric Encryption)：

- 密钥特点：使用一对相关的密钥: 公钥和私钥。公钥用于加密或验证签名，私钥用于解密或生成签名。
- 根本区别：加密密钥和解密密钥不同，公钥公开，私钥保密，解决了密钥分发的问题。

3. 对称加密和非对称加密的特点分别是什么？国际标准的对称加密和非对称加密算法包括哪些，各举 2 例？

对称加密特点：

- 速度快：算法计算复杂度低，适合对大量数据进行加密。
- 密钥管理困难：需要安全地分发和存储密钥，密钥泄露会导致安全性丧失。
- 适用性：适用于数据量大、需要高速加密的场景，如文件加密、数据库加密。

国际标准中的对称加密算法举例：

- AES(Advanced Encryption Standard，高级加密标准)：密钥长度可为 128、192 或 256 位，安全性高，广泛应用。
- DES(Data Encryption Standard，数据加密标准)及其改进版3DES：DES 使用 56 位密钥，已不再安全;3DES 通过三次加密提高安全性。

非对称加密的特点：

- 密钥分发方便：公钥可以公开，解决了密钥分发的安全问题。
- 速度较慢：计算复杂度高，适用于少数据量加密。
- 适用性：适用于密钥交换、数字签名和身份验证等需要高安全性的场景。

国际标准中的对称加密算法举例：

- RSA算法：基于大整数分解的数学难题，密钥长度一般为 1024 位或以上，广泛用于数据加密和数字签名。
- ECC(Elliptic Curve Cryptography，椭圆曲线密码学)：基于椭圆曲线离散对数问题，提供与 RSA 相同安全级别的情况下，密钥长度更短，效率更高。

4. 对 Word 数据文件加密应该使用哪种类型的加密算法？需要对对称加密的密钥进行保护加密应该使用哪种类型的加密算法？

对word数据文件加密应使用的加密算法：

对称加密算法：

- 原因：对称加密速度快，适合对大文件进行加密，效率高。
- 推荐算法：AES，由于其高安全性和性能，被广泛用于文件加密。

对对称加密的密钥进行保护加密应使用的加密算法类型：

非对称加密算法：

- 原因：非对称加密可以安全地传输密钥，使用接收方的公钥加密密钥，只有拥有私钥的接收方才能解密。
- 推荐算法：RSA，用于加密对称密钥，确保密钥在传输过程中的安全。

5. 数字证书保存的是主体的私钥还是公钥？为什么要使用 PKI？PKI 主要的功能是什么？

数字证书保存的是主体的公钥：

- 原因：数字证书中包含主体的公钥，以及与主体身份相关的信息，
- 私钥保密：主体的私钥必须保密，不会存储在数字证书中。

为什么要使用PKI(公钥基础设施)：

- 目的：PKI解决了公钥分发和管理的问题，建立了一个可信任的第三方体系，确保公钥的真实性和有效性。
- 作用：通过数字证书和CA的信任链，用户可以验证公钥的归属，防止中间人攻击和公钥伪造。

PKI的主要功能：

6. Alice 要把一个 Word 文件加密传送给 Bob，Bob 收到 Word 文件后，要验证文件的来源和完整性，并解密文件，设计一个加密方案实现上述要求，写出方案的发送和接收过程步骤。

加密方案设计：

发送过程：

接收过程：

方案示意流程图：

作业2（第3章、第4章）

1. 什么是安全服务？网络通信中通常有哪几种安全服务？

安全服务（Security Services）是指为了保障信息系统和网络通信的安全性，利用各种安全机制提供的功能或服务。这些服务旨在保护数据的机密性、完整性、可用性、真实性和不可否认性等基本安全属性，防止信息在传输和存储过程中受到未授权的访问、篡改或破坏。