信息安全

信息安全基础⭐⭐

信息安全基础要素

前3个就是CIA

机密性：确保网络信息不泄露给非授权的用户、实体或程序，防止未授权方获取信息。
完整性：保证网络信息或系统未经授权不能被更改，维护信息的原始状态和准确性。
可用性：使合法许可的用户能及时获取网络信息或服务，保障资源可正常使用。
可控性：对授权范围内的信息流向、行为方式进行控制，实现安全管理。
可审查性：为信息安全问题提供调查的依据和手段，支持安全事件追溯与分析。

信息安全的范围

涵盖设备安全、数据安全、内容安全和行为安全，从硬件、数据、内容及操作行为多维度保障信息安全。

网络安全漏洞

物理安全性：指物理层面的安全隐患，如设备物理防护缺失、环境安全措施不足等，可能导致硬件损坏或信息泄露。
软件安全漏洞：因软件设计缺陷、编码错误或未及时修复的漏洞，为攻击者提供可利用的安全风险（如系统漏洞、应用程序漏洞）。
不兼容使用安全漏洞：因系统、软件、设备间兼容性问题引发的安全隐患，例如版本冲突、接口不匹配导致的系统异常或安全风险。
内容存疑项：第四点 “选择合适的安全哲理” 表述异常，不符合常规网络安全漏洞分类逻辑，可能是内容错误或表述偏差。正常安全隐患应聚焦技术、管理、操作等实际漏洞，而非 “安全哲理” 相关描述。

网络安全威胁

非授权访问：未经授权的用户或实体非法访问网络资源、系统或数据（如黑客破解账号密码侵入系统）。
信息泄露或丢失：敏感信息被非法获取、传播，或因意外、恶意行为导致数据丢失（如数据窃密、存储设备损坏）。
破坏数据完整性：通过篡改、删除等方式破坏数据的原始状态和准确性，使数据失去可信度（如恶意修改数据库内容）。
拒绝服务攻击（DoS）：通过耗尽网络带宽、系统资源等方式，使合法用户无法正常使用服务（如发送海量请求瘫痪服务器）。
利用网络传播病毒：借助网络扩散恶意程序（如木马、蠕虫），感染设备、破坏系统或窃取信息，扩大安全威胁范围。

安全措施的目标

访问控制：通过权限管理，限制用户或实体对网络资源、系统的访问，确保只有授权对象能获取相应资源。
认证：验证用户、设备或系统的身份真实性，确保交互主体符合预设的身份标准（如密码验证、生物识别等）。
完整性：保护数据在存储、传输过程中不被未经授权的篡改，维持数据的原始状态和准确性。
审计：记录系统操作、用户行为等日志，为安全事件追溯、违规行为调查提供依据，实现安全可审查性。
保密：采取加密、权限限制等手段，防止敏感信息泄露给非授权对象，保障信息的机密性。

信息加解密技术⭐⭐⭐

对称加密与非对称加密的原理及特点：

对称加密（单钥密码体制）
- 流程：加密和解密使用同一 “密钥”。原始信息通过密钥加密成密文，接收方再用相同密钥解密还原信息。
- 特点：
  1. 加密效率高，但加密强度较低，易被破解；
  2. 密钥分发困难，需确保双方安全共享同一密钥。
- 用途：对消息明文进行加密传输。
- 典型算法：
  - DES：采用替换 + 移位操作，使用 56 位密钥、64 位数据块，加密速度快，密钥易生成。
  - 3DES（三重 DES）：密钥长度 112 位（由两个 56 位密钥 K1、K2 组成）。加密流程为 K1 加密→K2 解密→K1 加密；解密流程为 K1 解密→K2 加密→K1 解密。
  - IDEA：使用 128 位密钥，处理 64 位明文 / 密文，应用于 PGP（电子邮件加密）。
  - 其他：包括 RC-5、AES 等算法。
非对称加密（公钥密码体制）
- 流程：使用 “公钥” 和 “私钥” 一对密钥。加密时用公钥处理信息生成密文，解密时仅能用对应的私钥还原。
- 特点：
  1. 加密强度高，极难破解，但效率相对较低；
  2. 密钥分发容易，公钥可公开传播，私钥由用户自行安全保存。
- 用途：用于对密钥加密及实现数字签名。
- 典型算法：
  - RSA：常用 2048 位（或 1024 位）密钥，基于大数分解难题实现安全加密。
  - Elgamal：安全性依赖于有限域上离散对数计算的难题。
  - ECC：椭圆曲线算法，通过椭圆曲线数学问题保障安全。
  - Diffie-Hellman：主要用于密钥交换，实现安全的密钥协商。

柯克霍夫原则

密码系统的安全性遵循柯克霍夫原则，即加密算法、解密算法即使公开，系统安全性仍由密钥决定。
密钥是加密和解密的核心参数，若密钥泄露，即使算法公开，密文也会被破解。而加密算法、解密算法本身公开不影响安全性，因此密码系统的安全性由密钥决定。

访问控制和技术签名 ⭐⭐⭐

访问控制技术

访问控制的目标

防止非法用户进入系统：通过技术手段拦截未授权的用户，避免其进入系统，保障系统入口安全。
阻止合法用户的越权访问：即使是已通过认证的合法用户，也需限制其对系统资源的使用范围，禁止超出权限的非法操作。

访问控制的三要素

主体（S）：主动对其他实体实施操作的实体，是访问行为的发起者。
客体（O）：被动接受访问的实体，是主体操作的对象（如文件、数据等资源）。
控制策略（KS）：定义主体对客体的操作行为集合，以及执行这些行为时需遵循的约束条件，是访问控制的规则核心。

数字签名技术

信息摘要

技术特性：通过单向散列函数生成，具有 “不可逆” 特性（无法通过散列值反推原始信息），输出为固定长度的散列值。

信息摘要的用途

核心功能是确保信息的完整性，防止信息被篡改。若原始信息被修改，重新计算的散列值会改变，从而检测篡改行为。

常用消息摘要算法

常用算法：
- MD5 生成 128 位散列值，SHA 生成 160 位散列值。
- SHA 因密钥长度更长，安全性高于 MD5，广泛应用于对安全性要求更高的场景。

完整流程

发送方操作
- 生成信息摘要：发送方先对原始信息通过单向散列函数生成固定长度的信息摘要。
- 私钥签名：使用发送方的私钥对生成的信息摘要进行签名，形成签名结果。
信息传输
- 发送方将原始信息与签名结果一同传输给接收方。
接收方验证
- 重新生成摘要：接收方对收到的原始信息再次生成信息摘要。
- 公钥解签与比对：
  - 用发送方（A）的公钥解密签名结果，获取发送方生成的原始摘要。
  - 比对两份摘要（接收方新生成的摘要与解签得到的摘要）：若一致，证明信息未被篡改（完整性），且确认信息来源真实（不可抵赖性）。

该流程通过 “信息摘要 + 公私钥加密” 机制，实现了信息的完整性验证与身份认证，是数字签名技术的核心应用逻辑。

安全流程

核心技术应用

对称加密：对邮件内容加密，提升传输效率。
数字签名：确保发送者不可抵赖。
信息摘要技术：防止邮件被篡改。
加密解密技术：整体保障邮件传输安全。

发送方 A 的处理流程

加密邮件内容：使用随机密钥 K，通过对称加密将邮件明文转为密文（对称加密）。
生成并签名摘要：
- 提取邮件摘要，用发送方私钥 Sa 对摘要进行数字签名，生成摘要密文。
加密随机密钥：用接收方 B 的公钥 Pb 加密随机密钥 K，确保密钥传输安全。
发送内容：将邮件密文、摘要密文、加密后的随机密钥 K 一同发送给接收方 B。

接收方 B 的验证流程

解密随机密钥：用自身私钥 Sb 解密加密后的随机密钥 K。
解密邮件：使用密钥 K 解密密文邮件，获取邮件明文。
验证签名与摘要：
- 用发送方 A 的公钥 Pa 解密摘要密文，还原原始摘要。
- 重新生成接收邮件的摘要，比对两份摘要：一致则证明邮件未被篡改，且确认发送方身份不可抵赖。

该流程通过多种安全技术协同，实现邮件传输的保密性、完整性与不可抵赖性。

在数字签名中：

生成消息摘要的目的：消息摘要通过单向散列函数生成，原始信息任何改动都会导致摘要变化，因此核心作用是防止篡改。
对摘要加密的目的：发送方用私钥加密摘要，接收方用公钥验证。由于私钥仅发送方持有，可证明信息由发送方签名，实现不可抵赖性。

密钥管理技术⭐⭐

数字证书内容的核心要素：

版本信息：标识数字证书遵循的格式版本，确保不同系统对证书结构的识别一致性。
序列号：每个证书唯一的编号，用于区分和管理不同证书，如同证书的 “身份证号”。
签名算法：定义证书发行者对证书内容进行签名所使用的加密算法（如 RSA、ECC 等）。
发行机构名称：颁发证书的机构（如 CA 认证中心），命名遵循 X.500 标准格式，确保规范性。
有效期：规定证书有效时间范围，通用 UTC 时间格式，常见计时范围为 1950-2049 年，控制证书使用期限。
证书所有人名称：持有证书的用户或机构名称，同样采用 X.500 格式命名，明确证书归属。
公开密钥：证书所有人的公钥，用于加密数据或验证数字签名，是公钥密码体系的核心部分。
发行者签名：证书发行机构用私钥对证书内容的签名，确保证书真实性与完整性，防止篡改。

PKI 公钥体系

组成部分：

CA（认证中心）：作为 PKI 体系的核心，负责数字证书的颁发、更新、吊销等管理，确保证书的权威性和可信度。
RA（注册审批机构）：承担用户注册申请的审核工作，验证用户身份信息，辅助 CA 完成证书签发前的审批流程。
证书受理点：面向用户的服务接口，负责收集用户证书申请信息，提交给 RA 或 CA 处理。
密钥管理中心（KMC）：专注于密钥的全生命周期管理，包括密钥生成、存储、分发及销毁等。

架构图示：

CA 处于顶层，连接密钥管理中心（KMC）与下层的 RA；
RA 进一步对接多个证书受理点，形成层级化的管理结构，确保 PKI 体系中证书签发、密钥管理等流程的有序执行，构建起完整的公钥信任体系。

客户机与工商银行服务器通过 CA 中心实现安全通信的流程，具体步骤如下：

下载证书：客户机从工商银行服务器下载数字证书，获取服务器的公钥载体。
验证证书真伪：客户机使用 CA 中心的公钥验证证书签名，确保证书未被篡改，来源可信（CA 作为权威机构，其公钥用于验证证书合法性）。
提取公钥：从验证后的证书中提取工商银行服务器的公钥，为后续加密做准备。
生成随机密钥：客户机生成随机密钥 K（对称加密密钥），用于后续数据加密，提升传输效率。
加密传输密钥：用工商银行服务器的公钥加密随机密钥 K，发送给服务器。因公钥加密特性，确保密钥 K 在传输中不被窃取。
数据加密传输：客户机与服务器使用随机密钥 K 进行对称加密通信，完成安全数据传输。

该流程融合数字证书认证、公钥加密（保障密钥传输安全）、对称加密（保障数据传输效率），构建完整的安全通信体系。

信息安全保障

计算机信息系统安全保护等级分为五级

用户自主保护级
- 适用对象：普通内联网用户（如个人用户、小型企业基础系统）。
- 破坏影响：系统被破坏后，仅损害公民、法人或其他组织的个人权益，不涉及国家安全、社会秩序和公共利益。
系统审计保护级
- 适用对象：通过内联网或互联网开展商务活动的非重要单位（如普通电商企业）。
- 破坏影响：对公民、法人等权益造成严重损害，或损害社会秩序、公共利益，但不威胁国家安全。
安全标记保护级
- 适用对象：地方国家机关、金融机构、交通能源部门、大型企业等（如地方政府系统、银行核心业务系统）。
- 破坏影响：对社会秩序、公共利益造成严重损害，或直接损害国家安全。
结构化保护级
- 适用对象：中央级国家机关、国防科研单位、重要物资储备部门等（如中央政府系统、国防科研机构）。
- 破坏影响：对社会秩序、公共利益造成**“特别严重”损害**，或对国家安全造成严重破坏。
访问验证保护级
- 适用对象：国防关键部门、需特殊隔离的单位（如军事核心系统、高密级国家安全机构）。
- 破坏影响：一旦系统被破坏，将对国家安全造成“特别严重”的损害，需最高级别的安全防护。