Xem mẫu
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
GIÁO TRÌNH
AN TOÀN VÀ BẢO MẬT
TRONG MẠNG MÁY TÍNH
Giáo trình An toàn và bảo mật trong mạng máy tính
MỤC LỤC
MỤC LỤC .......................................................................................................................3
LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................................9
CHƯƠNG 1.
1.1
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ AN TOÀN THÔNG TIN .............11
Thông tin ..........................................................................................................11
1.1.1
Các định nghĩa về thông tin ......................................................................11
1.1.2
Phương tiện truyền thông ..........................................................................11
1.2
Khái niệm hệ thống và tài nguyên thông tin ....................................................12
1.2.1
Khái niệm hệ thống thông tin ....................................................................12
1.2.2
Tài nguyên thông tin trong hệ thống thông tin..........................................12
1.3
An ninh hệ thống thông tin ..............................................................................12
1.4
An toàn bảo mật hệ thống thông tin .................................................................13
1.5
Các mối đe doạ đối với một hệ thống và các biện pháp bảo vệ .......................14
1.5.1
Các mối đe doạ đối với một hệ thống thông tin ........................................14
1.5.2
Các đối tượng xâm hại hệ thống ............................................................... 14
1.5.3
Nguyên tắc và mục tiêu chung của an toàn bảo mật thông tin .................14
1.5.4
Các biện pháp bảo vệ thông tin .................................................................14
1.5.5
Các biện pháp bảo vệ mạng ......................................................................15
1.6
Các thành phần chính của an toàn tin học .......................................................16
1.6.1
An toàn mức vật lý ....................................................................................17
1.6.2
An toàn mức tác nghiệp ............................................................................17
1.6.3
Quản trị và chính sách ...............................................................................19
1.7
Sự không an toàn trong các dịch vụ và các giao thức ......................................23
1.8
An toàn đồ hình mạng ......................................................................................27
3
Giáo trình An toàn và bảo mật trong mạng máy tính
1.8.1
Mục đích của thiết kế ................................................................................ 27
1.8.2
Vùng bảo mật ............................................................................................ 27
1.9
Quản lý rủi ro ................................................................................................... 28
Câu hỏi và bài tập ......................................................................................... 28
1.10
CHƯƠNG 2.
MẬT MÃ HỌC .................................................................................. 29
2.1
Sơ lược về lịch sử mật mã học ......................................................................... 29
2.2
Những khái niệm cơ bản .................................................................................. 30
2.3
Phân loại các thuật toán mật mã ...................................................................... 32
2.4
Ứng dụng của mật mã học ............................................................................... 32
2.5
Số học modulo ................................................................................................. 33
2.5.1
Định nghĩa modulo ................................................................................... 33
2.5.2
Ước số ....................................................................................................... 34
2.5.3
Các phép toán số học trên modulo ............................................................ 34
2.5.4
Vành Zn (vành đồng dư modulo n) ........................................................... 35
2.5.5
Các số nguyên tố ....................................................................................... 35
2.5.6
Ước số chung lớn nhất (Greatest Common Divisor) ................................ 36
2.5.7
Nghịch đảo a-1 modulo n ........................................................................... 37
2.5.8
Định lý Euler ............................................................................................. 39
2.6
Mã nén dữ liệu ................................................................................................. 41
2.6.1
Khái niệm cơ bản ...................................................................................... 41
2.6.2
Các phương pháp nén dữ liệu ................................................................... 41
2.6.3
Nén dữ liệu theo mô hình thống kê ........................................................... 42
2.6.4
Mã nén Huffman ....................................................................................... 43
2.6.5
Mã RLE (Run- Length- Encoding) ........................................................... 46
4
Giáo trình An toàn và bảo mật trong mạng máy tính
2.6.6
Mô hình từ điển .........................................................................................47
2.6.7
LZ77 ..........................................................................................................48
2.6.8
LZ78 ..........................................................................................................52
2.7
Câu hỏi và bài tập ............................................................................................ 55
2.7.1
Câu hỏi ......................................................................................................55
2.7.2
Bài tập .......................................................................................................55
CHƯƠNG 3.
CÁC HỆ MẬT MÃ ĐỐI XỨNG .......................................................57
3.1
Định nghĩa ........................................................................................................57
3.2
Mật mã đối xứng cổ điển .................................................................................58
3.2.1
Kỹ thuật mã hóa thay thế ..........................................................................58
3.2.2
Kỹ thuật mã hóa hoán vị cổ điển ............................................................... 63
3.2.3
Điểm yếu của mã cổ điển ..........................................................................64
3.3
Thám mã đối xứng cổ điển ..............................................................................65
3.3.1
Khái niệm ..................................................................................................65
3.3.2
Thám mã Affine bằng phương pháp thống kê ..........................................66
3.4
Mật mã dòng hiện đại ......................................................................................67
3.5
Mật mã khối .....................................................................................................68
3.5.1
Nguyên lý chung .......................................................................................68
3.5.2
Hệ mã hóa DES .........................................................................................70
3.6
Câu hỏi và bài tập ............................................................................................ 77
3.6.1
Câu hỏi ......................................................................................................77
3.6.2
Bài tập .......................................................................................................77
CHƯƠNG 4.
4.1
CÁC HỆ MẬT MÃ KHÓA CÔNG KHAI ......................................79
Mã hóa khóa công khai ....................................................................................79
5
nguon tai.lieu . vn
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
GIÁO TRÌNH
AN TOÀN VÀ BẢO MẬT
TRONG MẠNG MÁY TÍNH
Giáo trình An toàn và bảo mật trong mạng máy tính
MỤC LỤC
MỤC LỤC .......................................................................................................................3
LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................................9
CHƯƠNG 1.
1.1
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ AN TOÀN THÔNG TIN .............11
Thông tin ..........................................................................................................11
1.1.1
Các định nghĩa về thông tin ......................................................................11
1.1.2
Phương tiện truyền thông ..........................................................................11
1.2
Khái niệm hệ thống và tài nguyên thông tin ....................................................12
1.2.1
Khái niệm hệ thống thông tin ....................................................................12
1.2.2
Tài nguyên thông tin trong hệ thống thông tin..........................................12
1.3
An ninh hệ thống thông tin ..............................................................................12
1.4
An toàn bảo mật hệ thống thông tin .................................................................13
1.5
Các mối đe doạ đối với một hệ thống và các biện pháp bảo vệ .......................14
1.5.1
Các mối đe doạ đối với một hệ thống thông tin ........................................14
1.5.2
Các đối tượng xâm hại hệ thống ............................................................... 14
1.5.3
Nguyên tắc và mục tiêu chung của an toàn bảo mật thông tin .................14
1.5.4
Các biện pháp bảo vệ thông tin .................................................................14
1.5.5
Các biện pháp bảo vệ mạng ......................................................................15
1.6
Các thành phần chính của an toàn tin học .......................................................16
1.6.1
An toàn mức vật lý ....................................................................................17
1.6.2
An toàn mức tác nghiệp ............................................................................17
1.6.3
Quản trị và chính sách ...............................................................................19
1.7
Sự không an toàn trong các dịch vụ và các giao thức ......................................23
1.8
An toàn đồ hình mạng ......................................................................................27
3
Giáo trình An toàn và bảo mật trong mạng máy tính
1.8.1
Mục đích của thiết kế ................................................................................ 27
1.8.2
Vùng bảo mật ............................................................................................ 27
1.9
Quản lý rủi ro ................................................................................................... 28
Câu hỏi và bài tập ......................................................................................... 28
1.10
CHƯƠNG 2.
MẬT MÃ HỌC .................................................................................. 29
2.1
Sơ lược về lịch sử mật mã học ......................................................................... 29
2.2
Những khái niệm cơ bản .................................................................................. 30
2.3
Phân loại các thuật toán mật mã ...................................................................... 32
2.4
Ứng dụng của mật mã học ............................................................................... 32
2.5
Số học modulo ................................................................................................. 33
2.5.1
Định nghĩa modulo ................................................................................... 33
2.5.2
Ước số ....................................................................................................... 34
2.5.3
Các phép toán số học trên modulo ............................................................ 34
2.5.4
Vành Zn (vành đồng dư modulo n) ........................................................... 35
2.5.5
Các số nguyên tố ....................................................................................... 35
2.5.6
Ước số chung lớn nhất (Greatest Common Divisor) ................................ 36
2.5.7
Nghịch đảo a-1 modulo n ........................................................................... 37
2.5.8
Định lý Euler ............................................................................................. 39
2.6
Mã nén dữ liệu ................................................................................................. 41
2.6.1
Khái niệm cơ bản ...................................................................................... 41
2.6.2
Các phương pháp nén dữ liệu ................................................................... 41
2.6.3
Nén dữ liệu theo mô hình thống kê ........................................................... 42
2.6.4
Mã nén Huffman ....................................................................................... 43
2.6.5
Mã RLE (Run- Length- Encoding) ........................................................... 46
4
Giáo trình An toàn và bảo mật trong mạng máy tính
2.6.6
Mô hình từ điển .........................................................................................47
2.6.7
LZ77 ..........................................................................................................48
2.6.8
LZ78 ..........................................................................................................52
2.7
Câu hỏi và bài tập ............................................................................................ 55
2.7.1
Câu hỏi ......................................................................................................55
2.7.2
Bài tập .......................................................................................................55
CHƯƠNG 3.
CÁC HỆ MẬT MÃ ĐỐI XỨNG .......................................................57
3.1
Định nghĩa ........................................................................................................57
3.2
Mật mã đối xứng cổ điển .................................................................................58
3.2.1
Kỹ thuật mã hóa thay thế ..........................................................................58
3.2.2
Kỹ thuật mã hóa hoán vị cổ điển ............................................................... 63
3.2.3
Điểm yếu của mã cổ điển ..........................................................................64
3.3
Thám mã đối xứng cổ điển ..............................................................................65
3.3.1
Khái niệm ..................................................................................................65
3.3.2
Thám mã Affine bằng phương pháp thống kê ..........................................66
3.4
Mật mã dòng hiện đại ......................................................................................67
3.5
Mật mã khối .....................................................................................................68
3.5.1
Nguyên lý chung .......................................................................................68
3.5.2
Hệ mã hóa DES .........................................................................................70
3.6
Câu hỏi và bài tập ............................................................................................ 77
3.6.1
Câu hỏi ......................................................................................................77
3.6.2
Bài tập .......................................................................................................77
CHƯƠNG 4.
4.1
CÁC HỆ MẬT MÃ KHÓA CÔNG KHAI ......................................79
Mã hóa khóa công khai ....................................................................................79
5