作者：丁文彦
出版社：电子工业出版社
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巧学活用网络安全与维护试读：
内容简介
网络安全是指网络系统中的硬件、软件及其数据受到保护，不因偶然或恶意的原因而遭受破坏、更改、泄露，使系统连续、可靠、正常地运行，网络服务不被中断。从其本质上来讲，网络安全就是网络上的信息安全。本书系统介绍了网络安全基础知识，TCP/IP基础知识，网络攻击、检测与防范技术，操作系统的安全漏洞，计算机病毒与反病毒技术，防火墙技术，Web服务的安全性，以及常见网络安全故障处理。
本书适合企事业单位从事网络安全与维护的技术、管理人员阅读，也可作为相关岗位职业培训的教学用书。未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有，侵权必究。图书在版编目（CIP）数据网络安全与维护/丁文彦主编.—北京：电子工业出版社，2013.2（巧学活用系列）ISBN 978-7-121-19375-0Ⅰ.①网… Ⅱ.①丁… Ⅲ.①计算机网络-安全技术 Ⅳ.①TP393.08中国版本图书馆CIP数据核字（2012）第311961号责任编辑：张 剑（zhang@phei.com.cn）印 刷：北京中新伟业印刷有限公司装 订：北京中新伟业印刷有限公司出版发行：电子工业出版社 北京市海淀区万寿路173信箱 邮编 100036开 本：880×1230 1/32 印张：4.25 字数：118千字印 次：2013年2月第1次印刷印 数：6000册 定价：18.00元
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巧学活用系列丛书编委会
主 任 委 员：胡 刚
副主任委员：赵建保 封晓东 武振宇
委 员： （以姓氏笔画为序）
丁文彦 马全中 井民业 王忠强
王若玉 王若乐 王栋梁 巴 彪
孙永亮 冯琳蔚 史刘琼 叶东印
刘 斌 刘跃广 华 斌 李士丰
李 丰 李江涛 李建中 李 麒
纪文平 杜剑坡 苏臣辉 陈喜峰
张长青 张伟剑 杨 莹 杨新征
段秋艳 周子强 周小垒 杨 俊
赵鹏举 俎占磊 高卫华 袁民峥
常富红 曹 楠 智海燕 潘红娜
魏 乐 魏慧琴
丛 书 策 划：张 剑丛 书 序
随着信息技术的飞速发展和计算机系统的广泛应用，办公自动化、电子商务、电子政务、ERP等新的信息化技术层出不穷，信息化在各行业中扮演着日益重要的角色。为了适应信息化发展的需要，提高信息化技术的应用水平，我们组织编写了“巧学活用系列”丛书，内容涉及Word、Excel、PPT、WPS、Windows、Linux、AutoCAD、Photoshop、多媒体处理、电脑维护、打印机维护、网络安全与防护、网管工具和CISCO网络典型配置。与传统的IT丛书相比较， “巧学活用系列”丛书突出的特点是“精巧、易学、灵活、实用” 。【精巧】本丛书并不追求大而全，只是精心挑选了与日常工作密切相关的方面加以介绍，以满足读者的实际需求，取材巧妙，篇幅适当。【易学】本丛书较少涉及理论知识，而是以通俗易懂的讲解方式来介绍解决实际问题的方法和技巧，简单易学。【灵活】本丛书涉及信息技术的多个方面，每个方面单独成册，没有先后次序。读者完全可以根据自己的实际需要，灵活选读自己感兴趣的内容，从而节省宝贵的时间。【实用】本丛书旨在帮助读者解决日常工作中遇到的常见问题，所介绍的方法和技巧都是实践经验的归纳和总结，完全可以做到即学即用，实用性强。
从上述特点可以看出， “巧学活用系列”丛书不仅有助于职场人士提高工作效率和业绩，也对电脑爱好者提高自身技能大有裨益。
希望“巧学活用系列”丛书的出版，能对普及信息化技术的应用，提高广大读者的计算机使用水平，起到积极的促进作用。2011年11月前 言Preface
近年来，伴随着科学技术及经济快速发展，互联网技术已经迅速覆盖了全球。目前，计算机、网络设备等的普及程度越来越高，为人们提供了极大的方便同时，我们也正受到日益严重的来自网络的安全威胁。网络和现实中充斥着众多的数据窃贼、网络黑客、病毒发布者，甚至系统内部的泄密者，他们为了各种利益，不惜手段地窃取可以为他们创造利益的数据信息。
尽管我们正在广泛使用各种复杂的软件技术，如防火墙、代理服务器、侵袭探测器、通道控制机制，但是全球的黑客活动越来越猖獗，他们无孔不入，对社会造成了严重的危害。针对各种来自网上的安全威胁，如何才能确保网络信息的安全性，尤其是网络上重要的数据的安全性，已变得越来越重要。
本书系统介绍了网络安全基础知识，TCP/IP基础知识，网络攻击、检测与防范技术，操作系统的安全漏洞，计算机病毒与反病毒技术，防火墙技术，Web服务的安全性，以及常见网络安全故障处理。通过对本书的学习，可以使读者提高网络安全意识，掌握网络安全基本技术，从而有效地防范网络黑客、病毒的入侵。
本书由丁文彦任主编，张伟剑和纪文平任副主编。由于编写时间和水平有限，书中难免有错误和不足之处，恳请广大读者批评指正。编 者第1章 网络安全基础知识1.1 网络安全的重要性
安全性是互联网技术中很关键的问题，也是很容易被忽视的问题。许多公司或个人因为在使用网络的过程中没有意识到网络安全性的问题，直到受到了信息安全的威胁或直接造成重大损失，才开始重视和采取相应的安全措施。
例如，现在许多公司和个人使用网上银行系统，许多用户都认为网上银行系统是安全的，没有必要再去注意各种保障安全的措施。诚然，各个银行把自己的网上银行系统设计的相对比较安全，但是真正的威胁并不是网上银行系统的安全性问题，而是存在其他不安全因素，如本地计算机操作系统漏洞、各种软件漏洞、杀毒软件性能低、操作系统安全策略存在缺陷、使用者缺乏安全意识、系统内部存在不怀好意者、系统外部存在窃密者等，在网络上也存在计算机木马、病毒、网络欺骗者、网络入侵者、钓鱼网站、恶意软件、灰色软件等不安全因素。这些不安全因素都有可能给用户造成惨重损失。
现在，网络上时刻都存在安全威胁，用户的信息安全没有出问题，并不是防护措施完善，而是用户的信息的价值不够高。因此，在网络广泛使用的今天，用户更应该了解网络安全，做好防范措施，尽可能保证不损失或减少损失。1.2 安全事件
1983年，凯文·米特尼克（Kevin David Mitnic）因被发现使用一台大学里的计算机擅自进入今日互联网的前身—ARPA网，并通过该网络进入了美国五角大楼的计算机系统，而被判管教6个月。1988年，凯文·米特尼克再次被执法当局逮捕，原因是DEC指控他从公司网络上盗取了价值100万美元的软件，并造成了400万美元的损失，这次他被判处一年徒刑。
1995年，来自俄罗斯的黑客Vladimir Levin在互联网上上演了精彩的“偷天换日” ，他是历史上第一个通过入侵银行计算机系统来获利的黑客。1995年，他侵入美国花旗银行并盗走1000万美元，然后他把账户里的钱转移至美国、芬兰、荷兰、德国、爱尔兰等地。
1999年，梅利莎病毒使世界上300多家公司的计算机系统崩溃，该病毒造成的损失接近4亿美元，它是首个具有全球破坏力的病毒，该病毒的编写者戴维·史密斯（David Sm ith）在编写此病毒时年仅30岁。
2000年，年仅15岁的绰号“黑手党男孩”的黑客在2月6日至14日成功侵入包括雅虎、eBay和亚马逊在内的大型网站服务器，他成功阻止服务器向用户提供服务。
2001年，中美撞机事件发生后，中美黑客之间发生的网络大战越演越烈。自4月4日以来，美国黑客组织PoizonBox不断袭击中国网站。对此，我国的网络安全人员积极防御美方黑客的攻击。
2002年，英国著名黑客Gary Mc Kinnon被指控侵入美国军方90多个计算机系统，造成约140万美元的损失，美方称此案为史上“最大规模入侵军方网络事件” 。2005年7月14日， McK innon表示，安全性差是他能够入侵美国国防部网站的主要原因。他面临“与计算机有关的欺诈”的指控，控方称，他的活动涉及美国陆军、海军、空军及美国航空航天局。由此可以看出，一方面，尽管这位黑客的主动入侵没有恶意，但是事实上对美国国防部的网络信息安全造成威胁，假如这位黑客出于某种目的，那么后果将无法估量；另一方面，即使网络技术很高的国家和部门也会被黑客成功入侵。
2005年6月17日，万事达信用卡公司称，大约4000万名信用卡用户的账户被一名黑客利用计算机病毒侵入，遭到入侵的数据包括信用卡用户的姓名、银行和账号，这都能够被用于盗用资金。如果该黑客真的用这些信息来盗用资金，不仅将给这些信用卡用户带来巨大的损失，而且侵犯了这些信用卡用户的个人隐私。
2007年，俄罗斯黑客成功劫持Windows Update下载服务器。
2008年，一个全球性的黑客组织利用ATM欺诈程序，在一夜之间从世界49个城市的银行中盗走了900万美元。最关键的是，目前FBI还没破案，甚至据说连一个嫌疑人也没找到。
2009年，Heartland Breac h信用卡失窃，有人称之为新版本TJX信用卡失窃案。这是迄今为止历史上最大一笔信用卡盗窃案。Heartland Pa yment Syst ems中的大量数据被泄露，涉及1.3亿信用卡和相关交易数据。Heartland因为接到Visa及MasterCard信用卡公司的通知，警告有可疑的信用卡交易活动而揭发事件，估计黑客在2008年已入侵该系统。Heartland B reach信用卡失窃案再一次警示人们安全威胁带来的风险——无论系统多么强大，都不能完全避免遭到恶意攻击。1.3 黑客及其扮演的角色 充当工具：黑客非法入侵到国防、政府等一些机密信息系统，盗取国家的军事和政治情报，危害国家安全。 用于战争：通过网络，利用黑客手段侵入敌方信息系统，获取军事信息，发布假信息或病毒，扰乱对方系统等。 非法入侵商业系统，盗取商业信息，在商务、金融证券系统中进行诈骗、盗窃等违法犯罪活动，破坏正常的经济秩序。证券系统接二连三地发生盗用他人密码进行诈骗的案件，已经引起了网民的不安。 非法侵入他人的系统，获取个人隐私，以便利用这些信息进行敲诈、勒索或损害他人的名誉，阻塞电子邮箱，使系统瘫痪等。1.4 计算机网络存在的安全问题
导致计算机网络信息安全受到威胁的根本原因在于网络存在安全问题。
1．固有的安全漏洞
现在，新的操作系统或应用软件刚一上市，漏洞就会很快被找出来。没有任何一个系统可以排除漏洞的存在，想要修补所有的漏洞简直是不可能的。从CERT（CarnegieMellon 大学计算机紧急事件响应队）那里可以找到相当全面的程序错误列表。另一个消息来源就是诸如BugNet或NTBug traq一类的新闻组。 缓冲区溢出：这是攻击中最容易被利用的系统漏洞。很多系统在不检查程序与缓冲区间变化的情况下，就接收任何长度的数据输入，把溢出部分放在堆栈内，系统还照常执行命令。这样破坏者便有机可乘，他只要发送超出缓冲区所能处理的长度的指令，系统便进入不稳定状态。假如破坏者特别配置一串准备用做攻击的字符，他甚至可以进入系统的根目录，进而获得管理权限。 拒绝服务：拒绝服务攻击的原理是搅乱 TC P/IP 链接的次序。典型的DOS攻击会耗尽或损坏一个或多个系统的资源（CPU 周期、内存和磁盘空间） ，直至系统无法处理合法的程序。这类攻击的例子是Synflood攻击。发动Synflood攻击的破坏者发送大量的不合法请求要求链接，目的是使系统不胜负荷。其结果是系统拒绝所有合法的请求，直至等待回答的请求超时。
2．合法工具的滥用
大部分系统都配备了用于改进系统管理及服务质量的工具软件，但遗憾的是，这些工具同时也会被破坏者利用，以收集非法信息及加强攻击力度。
例如，NBTSTAT命令是用于给系统管理员提供远程节点信息的。但是，破坏者也用这一命令收集对系统有威胁性的信息，如区域控制软件的身份信息、NetBIOS的名字、IIS名甚至是用户名。这些信息足以被黑客用于破译口令。
另一个经常被利用的工具是网包嗅探器（PacketSniffer） 。系统管理员用此工具来监控及分发网包，以便找出网络的潜在问题。若黑客要攻击网络，则先把网卡变成功能混杂的设备，截取经过网络的包（包括所有未加密的口令和其他敏感信息） ，然后短时间运行网包嗅探器，就可以有足够的信息去攻击网络。
3．不正确的系统维护措施
系统固有的漏洞及一大堆随处可见的破坏工具大大方便了黑客的攻击，但无效的安全管理也是造成安全隐患的一个重要因素。当发现新的漏洞时，管理人员应仔细分析危险程度，并马上采取补救措施。
有时，虽然已经对系统进行了维护，对软件进行了更新或升级，但由于路由器及防火墙的过滤规则过于复杂，系统又可能会出现新的漏洞。所以，及时、有效地改变管理措施，可以大大降低系统所承担的风险。
4．低效的系统设计和检测能力
在不重视信息保护的情况下设计出来的安全系统会非常不安全，而且不能抵御复杂的攻击。建立安全的架构一定要从底层着手。这个架构应能提供实效性的安全服务，并且需要妥善地管理。
服务器的代码设计及执行也要进行有效管理。正如很多公开的漏洞报告指出，在输入检查不完全时，CGI BIN是非常脆弱的。黑客可以利用这一漏洞发动拒绝服务攻击，非法获取敏感信息或篡改 Web服务器的内容。低效的设计最后会产生漏洞百出的入侵检测系统，这样的系统非常危险，它不能提供足够的信息，就连已提供的信息都可能是不真实、不准确的。
5．人为的疏忽
人为的疏忽包括失误、失职、误操作等。这些可能是工作人员安全意识不到位，对安全的配置不当，不注意保密工作，密码选择不慎重，保密资料丢失等造成的。
6．人为的恶意攻击
这是网络安全的最大威胁，敌意的攻击和计算机犯罪就是这个类别。这种行为破坏性最强，可能造成极大的危害，导致机密数据的泄露。如果涉及金融机构，则很可能导致破产，也给社会带了震荡。
人为的恶意攻击有两种，即主动攻击和被动攻击。主动攻击有选择性地破坏信息的有效性和完整性。被动攻击是在不影响网络正常工作的情况下截获、窃取、破译重要机密信息。能够进行这些攻击行为的大多是具有很高的专业技能和智商的人员，一般需要相当的专业知识才能破解。
7．网络软件的漏洞
网络软件不可能毫无缺陷和漏洞，而这些正好为黑客提供了攻击机会。而软件设计人员为了方便自己设置的陷门，一旦被攻破，其后果也是不堪设想的。
8．非授权访问
非授权访问是指未经同意就越过权限，擅自使用网络或计算机资源，主要包括假冒身份攻击、非法用户进入网络系统进行违法操作或合法用户以未授权方式进行操作等。
9．信息泄露或丢失
信息泄露或丢失是指敏感数据被有意或无意地泄露出去或丢失，通常包括信息在传输的过程中丢失或泄露。
10．破坏数据完整性
破坏数据完整性是指以非法手段窃得对数据的使用权，删改、修改、插入或重发某些信息，恶意添加、修改数据，以干扰用户的正常使用。1.5 网络安全定义及目标
网络安全是指为保护网络及其各种终端免受侵害而采取的措施的总和。在正确采用网络安全措施的情况下，能使网络及其各种终端得到保护，网络可以正常运行。网络安全具有以下3方面内容。 保密性：是指网络能够阻止未经授权的用户读取保密信息。 完整性：包括资料的完整性和软件的完整性。资料的完整性是指在未经许可的情况下，确保资料不被删除或修改。软件的完整性是指确保软件程序不会出错误、被怀有恶意的用户或病毒修改。 可用性：是指网络在遭受攻击时，可以确保合法用户对系统的授权访问正常进行。【网络安全保护的目标】 身份真实性：对通信实体身份的真实性进行识别。 信息机密性：保证机密信息不会泄露给非授权的人或实体。 信息完整性：保证数据的一致性，防止非授权用户或实体对数据进行破坏。 服务可用性：防止合法用户对信息和资源的使用被不当地拒绝。 不可否认性：建立有效的责任机制，防止实体否认其行为。 系统可控性：能够控制使用资源的人或实体的使用方式。 可审查性：对出现问题的网络安全问题提供调查的依据和手段。1.6 安全的等级
1．国家信息系统安全保护等级 第1级：信息系统受到破坏后，会对公民、法人和其他组织的合法权益造成损害，但不损害国家安全、社会秩序和公共利益。 第2级：信息系统受到破坏后，会对公民、法人和其他组织的合法权益产生严重损害，或者对社会秩序和公共利益造成损害，但不损害国家安全。 第3级：信息系统受到破坏后，会对社会秩序和公共利益造成严重损害，或者对国家安全造成损害。 第4级：信息系统受到破坏后，会对社会秩序和公共利益造成特别严重损害，或者对国家安全造成严重损害。 第5级：信息系统受到破坏后，会对国家安全造成特别严重损害。
2．网络安全的等级
美国可信计算机安全评价标准（Trusted Computer System Evaluation Criteria，TCSEC）根据计算机系统所采用的安全策略、系统所具备的安全功能，将系统分为A、B（B1～B3） 、C（C1和C2） 、D等4类7个安全级别。 D：最低保护（Minimal Prot ection） ，未加任何实际的安全措施。常见的无密码保护的PC系统属于这一类。整个计算机系统是不可信任的，硬件和操作系统都很容易被侵袭。对用户没有验证要求。这是最低的一类，不再分级。 C：被动的自主访问策略（Discretionary Access Policy Enforced） ，
分以下两个子类。
☆ C1：无条件的安全保护。这是C类中较低的一个子类，提供的安全策略是无条件的访问控制，具有识别与授权的责任。对计算机系统硬件有一定的安全机制要求，计算机在被使用前需要进行登录。但是，它对登录到计算机的用户没有访问级别的限制。早期的UNIX系统属于这一类。
☆ C2：有控制的存取保护。这是C类中较高的一个子类，除了提供C1级中的策略与责任外，还有访问保护和审计跟踪功能。C2级比 C1级更进一步，限制用户执行某些命令或访问某些文件的能力。也就是说，它不仅进行了许可权限的限制，还进行了基于身份级别的验证。 B：被动的强制访问策略（Mandatory Access P olicy Enforced） ，属于强制保护，要求系统在其生成的数据结构中带有标志，并要求提供对数据流的监视，B类又分以下3个子类。
☆ B1：标志安全保护，是B类中最低的子类。除满足C类要求外，要求提供数据标志。支持多级安全，也就是说，安全保护安装在不同级别的系统中，可以对敏感信息提供更高级别的保护。
☆ B2：结构安全保护，是B类中的中间子类。除满足B1级要求外，还要实行强制性的控制。计算机系统对所有的对象添加了标签，并且给设备分配安全级别。
☆ B3：安全域保护，是B类中的最高子类，提供可信设备的管理和恢复，即使计算机系统崩溃，也不会泄露系统信息。要求终端必须通过可信任途径链接到网络，同时要求采用硬件来保护安全系统的存储区。 A：经过验证的保护（Formally Proven ） ，是安全系统等级的最高类。它附加了一个安全系统受监控的设计，并要求安全的个体必须通过这一设计。1.7 网络安全层次
网络安全层次包括物理层安全、安全层控制、安全层服务。
1．物理层安全
物理层安全是指在物理介质层次上对存储和传输的网络信息的安全保护，即保护计算机网络设备和其他的媒体免遭受到破坏。
物理层安全是网络信息安全中最基本的保障，是整个安全系统必备的组成部分，它包括了环境安全、设备安全和媒体安全3个方面的内容。
在这个层次上，可能造成不安全的因素主要是来源于外界的作用，它涉及如计算机等设备所在物理位置和环境，综合布线，机位部署，防火，防盗，防雷，防静电，防潮，防意外事故等，这些都是很重要的安全问题，若物理层的安全没做好，造成服务器或路由器等网络设备被人物理性地破坏，后面的安全就无从谈起了。
与此对应的安全措施主要是做好辐射屏蔽、状态检测、资料备份和应急恢复。
2．安全控制
安全控制是指在网络信息系统中对信息存储和传输的操作进程进行控制和管理，重点在网络信息处理层次上对信息进行初步的安全保护。
安全控制主要在以下3个层次上进行了管理。 操作系统的安全控制：包括用户身份的核实、对文件读/写的控制，主要是保护了存储数据的安全。 网络接口模块的安全控制：在网络环境下，对来自其他计算机网络通信进程的安全控制，包括了客户权限设置与判别、审核日记等。 网络互联设备的安全控制：主要是对子网内所有主机的传输信息和运行状态进行安全检测和控制。
3．安全服务
安全服务是指在应用程序层对网络信息的完整性、保密性和信源的真实性进行保护和鉴别，以满足用户的安全需求，防止和抵御各种安全威胁和攻击手段。安全服务可以在一定程度上完善现有操作系统和弥补网络信息系统的安全漏洞。
安全服务主要包括安全机制、安全链接、安全协议和安全策略。 安全机制：利用密码算法对重要而敏感的数据进行处理。现代密码学在这里是举足轻重的。在现在的网络中，很多重要的应用程序都对数据进行了加密、解密或数字签名等，这些都是网络的安全机制。
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