信息安全学科综述
An Overview of Information Security
方贤进 博士/副教授
http://star.aust.edu.cn/~xjfang/talk.ppt
Email: xjfang@aust.edu.cn
2015年4月13日
Outline
一．什么是信息系统
二．当前信息安全的现状
三．什么是信息安全
四．信息安全学科体系
五．我国信息安全类专业设置状况
六．应用型信息安全专业知识体系
七．应用型信息安全类专业实践能力体系
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一、什么是信息系统
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什么是信息系统?
信息系统（Information System,简称
IS）。信息系统是与信息加工，信息传递，
信息存贮以及信息利用等有关的系统。信
息系统可以不涉及计算机等现代技术，甚
至可以是纯人工的。但是，现代通信与计
算机技术的发展，使信息系统的处理能力
得到很大的提高。在现在各种信息系统中
已经离不开现代通信与计算机技术，所以
所说的现代信息系统一般均指人、机共存
的系统。
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二、当前信息安全状况
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当前的信息安全状况
2009 年CNCERT 共
接收21927 件
网络安全事件报告，
其中来自境外的报
告事件占绝大多数，
为21681 件。
Source:国家计算机网络应急技术处理协调中心，简称CNCERT/CC.
http://www.cert.org.cn
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当前的信息安全状况
Source:国家计算机网络应急技术处理协调中心，简称CNCERT/CC.
http://www.cert.org.cn
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当前的信息安全状况
2009 年，CNCERT
监测到的境内被木
马控制的主机IP
共26.2 万余个，
较2008 年大幅下
降53.6%；境外有
16.5 万个主机IP
参与控制上述境内
主机，较2008 年
下降40.2%，数量
排名前五位的国家
和地区分别是：美
国、中国台湾、印
度、英国和韩国。
Source:国家计算机网络应急技术处理协调中心，简称CNCERT/CC.
http://www.cert.org.cn
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当前的信息安全状况
Source:国家计算机网络应急技术处理协调中心，简称CNCERT/CC.
http://www.cert.org.cn
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当前的信息安全状况
2009 年，CNCERT 监测
中国大陆有4.2 万个网
站被黑客篡改，其中，
被篡改的政府网站各月
累计达2765 个；相较于
政府网站占网站总数
1.1%的比例[注：该数据
来自CNNIC2010 年1 月
中国互联网络发展状况
统计报告]，政府网站被
篡改的比例相对较高。
Source:国家计算机网络应急技术处理协调中心，简称CNCERT/CC.
http://www.cert.org.cn
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三、什么是信息安全
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什么是信息安全?
背景：无论在计算机上存储、处理和应用，
还是在通信网络上传输，信息都可能被非授
权访问而导致泄密，被篡改破坏而导致不完
整，被冒充替换而导致否认，也可能被阻塞
拦截而导致无法存取。这些破坏可能是有意
的，如黑客攻击、病毒感染；也可能是无意
的，如误操作、程序错误等。
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什么是信息安全?
从作用点角度看信息安全（层次）：
国标《计算机信息系统安全保护等级划分准则》
定义：“计算机信息人机系统安全的目标是着力于
实体安全、运行安全、信息安全和人员安全维护。
安全保护的直接对象是计算机信息系统，实现安全
保护的关键因素是人”。
部标《计算机信息系统安全专用产品分类原则》
定义是：“本标准适用于保护计算机信息系统安全
专用产品，涉及实体安全、运行安全和信息安全三
个方面。”
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什么是信息安全?
从目标保护角度看信息安全（属性）:
ISO17799定义：“信息安全是使信息避免一系列
威胁，保障商务的连续性，最大限度地减少商务的
损失，最大限度地获取投资和商务的回报，涉及的
是机密性、完整性、可用性。”
国际标准化委员会定义：“为数据处理系统而采
取的技术的和管理的安全保护，保护计算机硬件、
软件、数据不因偶然的或恶意的原因而遭到破坏
（可用性）、更改（完整性）、显露（机密性）”
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什么是信息安全?
ITU-X.800给出的相关属性的定义:
（1）机密性（Confidentiality）：Prevent
unauthorised disclosure of information.
即使非授权用户得到信息也无法知晓信息内
容。可通过访问控制阻止非授权用户获得机
密信息，通过加密阻止非授权用户知晓信息
内容。
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什么是信息安全?
ITU-X.800给出的相关属性的定义:
（2）完整性（Integrity）：Assurance
that data received are exactly as sent
by an authorized sender.
通过访问控制阻止篡改行为，通过消息摘要
算法检验信息是否被篡改。
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什么是信息安全?
ITU-X.800给出的相关属性的定义:
（3）可用性（Availability）：services
should be accessible when needed and
without delay.
涉及物理、网络、系统、数据、应用和用户
等多方面因素。
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什么是信息安全?
ITU-X.800给出的相关属性的定义:
（4）真实性（Authentication）：
assurance that the communicating
entity is the one it claims to be.
peer entity authentication.
Data-origin authentication.
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什么是信息安全?
ITU-X.800给出的相关属性的定义:
（5）不可抵赖性（Non-Repudiation）：
protection against denial by one of the
parties in a communication.
Origin non-repudiation：proof that the
message was sent by the specified party.
Destination non-repudiation：proof that the
message was received by the specified party.
一般通过数字签名（digital signature）来提供不
可抵赖性服务。
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四、信息安全学科体系
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信息安全学科体系
信息安全学科是一门交叉学科
(interdiscipline)。广义上，信息安全涉及
多方面的理论和应用知识，除了数学、通
信、计算机等自然科学外，还涉及法律、
心理学等社会科学。狭义上，也就是通常
说的信息安全，只是从自然科学的角度介
绍信息安全的研究内容。
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信息安全学科各部分研究内容及
相互关系
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信息安全学科体系
（一）信息安全的基础研究
1.1 密码理论
数据加密(data encryption)
消息摘要(message digest)
数字签名(digital signature)
密钥管理(key management)
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信息安全学科体系
（一）信息安全的基础研究
明文
M
加密
E(M)
加密函数
密文
解密
明文
C
D(C)
M
解密函数
图-1 加密和解密
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信息安全学科体系
（一）信息安全的基础研究
• 利用散列函数（ hash function）或单
向转换 （one-way transform）进行数
据完整性鉴定。即将任一报文转换为一
个固定长度的数据即为报文摘要
(finger-print)。
• 对不同报文，很难有同样的报文摘要。
这与不同的人有不同的指纹很类似。
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信息安全学科体系
（一）信息安全的基础研究
A的签名私钥
A的签名公钥
用户A
加密
明文
摘要
解密
签名
用户B
摘要
hash
图-2
数字签名
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信息安全学科体系
（一）信息安全的基础研究
1.2 安全理论
身份认证(Identity authentication)
What I know/I have/I own
授权与访问控制(Authorization &
Access control)
审计与追踪(Audit & Trace)
安全协议(Security protocol)
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信息安全学科体系
（二）信息安全应用研究
2.1 安全技术
防火墙技术（Firewall Technique）
漏洞扫描技术（Vulnerability
scanning technique）
入侵检测系统（Intrusion Detection
System,IDS）
防病毒技术（Anti-virus Technique）
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信息安全学科体系
（二）信息安全应用研究
2.2 平台安全
物理安全（Physical security）
网络安全（Network security）:
Security channel technique, Network
protocol, vulnerability analysis,
Security router technique, Secure IP
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信息安全学科体系
（二）信息安全应用研究
2.2 平台安全
系统安全（System Security）:
Secure OS model, OS vulnerability
analysis, Relationship between OS
and other development platform
数据安全（Data Security）: Secure
DBMS, security policy of data
access
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信息安全学科体系
（二）信息安全应用研究
2.2 平台安全
用户安全（User Security）: User
account management, User login
pattern, User access authority
management, User role management
边界安全（Boundary Protection）:
Secure boundary protection protocol
&model, Audit of secure boundary
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信息安全学科体系
（三）信息安全管理研究
3.1 安全策略研究
3.2 安全标准研究
3.3 安全测评研究
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五、我国信息安全类专业设
置情况
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我国信息安全类专业设置情况
目前全国有70多所设立信息安全专业的高校。
这些高校根据自己的实际情况，选择确定自
己的办学类型，分成两类：
研究性信息安全专业：培养学生以从事信
息安全领域的研究开发工作为主。
应用型信息安全专业：培养学生以从事信
息安全领域的应用服务工作为主。
Source: 中国信息安全博士网http://www.secdoctor.com
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应用型信息安全专业知识体系
应用型信息安全专业的知识体系主要有以
下特点：
强调实用性强的知识。如网络安全技术、
信息系统安全技术、应用安全技术等。
强调实践能力。
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六、应用型信息安全专业知
识体系
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应用型信息安全专业知识体系
总体结构
信
息
科
学
基
础
信
息
安
全
基
础
信
息
系
统
基
础
密
码
信
息
隐
藏
网
络
安
全
应
用
安
全
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应用型信息安全专业知识体系
信息科学基础知识：
离散数学
数据结构
程序设计语言
操作系统
计算机网络
数据库管理系统
通信系统
软件工程
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应用型信息安全专业知识体系
信息安全基础知识：
信息安全导论
信息安全数学基础
信息安全法律基础
信息安全管理基础
密码管理，网络管理，设备管理，人员管理，等级保护
系统风险，技术风险，管理风险，应急响应
信息安全产品评测，信息安全产品认证
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应用型信息安全专业知识体系
信息系统安全 基础知识：
计算机设备安全：
计算机设备的物理安全：场地安全，灾害防护，电磁防护
计算机存储设备安全：纠错，备份，恢复
计算机输入输出设备安全：输入输出保护，输入输出加密
嵌入式系统：智能卡，USB-Key，PDA
操作系统安全:
身份认证：基于口令的身份认证，基于usb-key的身份认证，基于生理特征
的身份认证
访问控制：自主访问控制，强制访问控制
进程安全保护：进程隔离，进程监管
存储器保护：存储器隔离，存储器保护
文件保护：文件备份、恢复、加密
审计：日志采集，分析
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应用型信息安全专业知识体系
数据库系统安全：
数据库的访问控制与授权
数据库加密
数据库安全审计
常用数据库安全审计分析
恶意软件
恶意软件机理
病毒和蠕虫
防火墙技术
包过滤
NAT
应用层代理服务器
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应用型信息安全专业知识体系
入侵检测系统：
入侵检测
入侵防护
误用检测
异常检测
入侵检测系统的配置和应用
VPN
隧道协议：PPTP/L2TP/IPsec
VPN的配置和应用
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应用型信息安全专业知识体系
安全扫描
安全扫描与开放服务
端口扫描技术
半连接
全连接
密码探测扫描技术
SMTP/POP3
HTTP
FTP
OS
漏洞扫描技术
操作系统扫描
Web服务扫描
主流扫描工具配置与应用
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应用型信息安全专业知识体系
Web安全
Web安全的概念
网页防篡改技术
Web访问安全
Web内容安全
电子商务安全
电子商务概念
电子货币与支付
电子商务安全体系
SSL协议
SET协议
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应用型信息安全专业知识体系
信息隐藏
隐写术概念
隐写方法
数字水印原理
数字水印算法
数字水印检测
Internet版权与水印
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七、应用型信息安全类专业
实践能力体系
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应用型信息安全专业实践能力体系
（一）语言、编程及小型软件实践能力
1.1 语言及编程实践能力
C语言
JAVA语言
汇编语言
1.2 编程环境实践能力：TCP/IP网络编
程
1.3 小型软件实践能力：需求分析、软件
设计、编码、软件测试
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应用型信息安全专业实践能力体系
（二）基础软件实践能力
2.1 常用操作系统的安全配置与应用能力
2.2 常用数据库的安全配置能力和应用
（三）计算机安全实践能力
3.1 智能卡USB-Key应用能力
3.2 计算机组配与维护能力
3.3 漏洞扫描软件的应用能力
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应用型信息安全专业实践能力体系
（四）密码学实践能力
4.1 文件的加密与解密
4.2 邮件加密与签名软件的应用能力
（五）信息隐藏实践能力
常用信息隐藏软件，如数字水印软件的应
用能力
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应用型信息安全专业实践能力体系
（六）网络安全实践能力
6.1 常用网络设备的配置与使用
6.2 常用网络安全设备
(firewall,IDS/IPS,VPN)的安装与配置
6.3 恶意软件的查杀
6.4 垃圾邮件的拦截与处理
6.5 服务器环境搭建与安全配置
6.6 网络数据包的捕获与分析
6.7 网络安全整体规划与实现
6.8 PKI及网络安全协议的实现
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Thank You ！
51
Any Questions?
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