计算机网络原理 课后题8 第八章 网络安全基础
第一章 ：https://blog.csdn.net/weixin_42835409/article/details/107481832
第二章： https://blog.csdn.net/weixin_42835409/article/details/107486191
第三章： https://blog.csdn.net/weixin_42835409/article/details/107494509
第四章： https://blog.csdn.net/weixin_42835409/article/details/107510967
第五章： https://blog.csdn.net/weixin_42835409/article/details/107532318
第六章： https://blog.csdn.net/weixin_42835409/article/details/107539747
第七章： https://blog.csdn.net/weixin_42835409/article/details/107552585
第八章： https://blog.csdn.net/weixin_42835409/article/details/107555576
第八章 网络安全基础
1.网络安全的基本属性都有哪些？主要含义是什么？ P270
1）机密性：只有发送方与预订接收方能理解报文内容。机密性是网络信息不被泄露给非授权的用户、实体，或供其利用的特性，即防止信息泄漏给非授权个人或实体，信息只为授权用户使用的特性。机密性是保障网络信息安全的重要手段。
2）消息完整性：发送方与接收方能够与发送方相互篡改，发生篡改一定会被检测到。完整性是网络信息未经授权不能进行改变的特性，即网络信息在存储或传输过程中保持不被偶然或蓄意的删除、修改、伪造、乱序、重放、插入等破坏和丢失的特性。完整性是一种面向消息的安全性，它要求保持消息的完全性，即消息的正确生成，存储和传输。
3）可访问与可用性：可访问与可用性是网络信息可被授权实体访问并按需求使用的特性，即网络信息服务在需要时，允许授权用户或实体使用的特性，或者是网络部分受损或需要降级使用时，仍能为授权用户提供有效服务的特性。可访问与可用性是网络信息系统面向用户的安全性能。
4）身份认证：发送方与接收方希望确认彼此的真实身份。身份认证是对数据的来源进行确认，比如用户A和用户B通过网络传输数据，他们都希望自己收到的数据是来自B和A，而不是由其他人伪造的。
2.网络安全典型威胁有哪些？ P271
1）报文传输方面：窃听、插入、假冒、劫持
2）拒绝服务DoS以及分布式拒绝服务DDoS
3）映射：探路，端口扫描
4）嗅探：混杂模式网络接口卡
5）IP欺骗
3. P273
答：
4.利用k=4的凯撒密码加密明文“Bob. I love you. Alice”，得到的密文是什么？ P273
答：
5.如果采用密钥为cake的列置换密码加密明文“Alice, I love you. Bob”，得到的密文是什么？P273
K=cake，密钥长度为4，密钥字母顺序为（2，1，4，3），即密钥规定的列输出顺序为第二列，第一列，第四列，第三列。
明文排列的矩阵为：
Alic
eilo
veyo
ubob
依据密钥规定的列输出顺序输出各列：lieb Aevu coob ilyo
6.典型的对称密钥密码有哪些？安全如何？ P274
（1）DES加密算法：目前DES已被证实不是很安全了。
（2）三重DES：具有足够的安全性。
（3）AES加密算法：安全、高效、快速。
（4）IDEA加密算法：安全性高，对密码分析具有很强的抵抗能力。
7.请绘制公开密钥密码的加密/解密过程，并说明公钥/私钥对满足的基本特性。 P276
（1）
（2）
8.加密算法AES、RSA、DES、3DES中，计算量最大的是哪个？ P276
RSA。
解析：RSA算法是目前应用比较广泛的公开密钥算法，算法安全性高，但是计算量非常大，因此通常RSA会与对称密钥密码（如DES或AES）结合使用。例如，利用DES加密/解密报文，利用RSA分发DES密钥。
9.什么是消息完整性？如何检验消息的完整性？校验消息完整性的意义是什么？P276
1）定义：报文/消息完整性，也成为报文/消息认证（或报文鉴别）。
2）方法：利用密码散列函数检验（MD5、SHA-1）
3）意义：证明报文确实来自声称的发送方；验证报文在传输过程中没有被篡改；预防报文的时间、顺序被篡改；预防报文持有期被篡改；预防抵赖。
10.分析密码散列函数的功能，并举例说明密码散列函数的应用，比较不同类型密码散列函数的输入、输出特性。 P277
（1）功能：实现消息完整性检测
（2）应用：
1）文件校验
我们比较熟悉的校验算法有奇偶校验和CRC校验，这2种校验并没有抗数据篡改的能力，它们一定程度上能检测并纠正数据传输中的信道误码，但却不能防止对数据的恶意破坏。
MD5 Hash算法的"数字指纹"特性，使它成为目前应用最广泛的一种文件完整性校验和（Checksum）算法，不少Unix系统有提供计算md5 checksum的命令。
2）数字签名
Hash 算法也是现代密码体系中的一个重要组成部分。由于非对称算法的运算速度较慢，所以在数字签名协议中，单向散列函数扮演了一个重要的角色。对 Hash 值，又称"数字摘要"进行数字签名，在统计上可以认为与对文件本身进行数字签名是等效的。而且这样的协议还有其他的优点。
3）鉴权协议
如下的鉴权协议又被称作"挑战--认证模式：在传输信道是可被侦听，但不可被篡改的情况下，这是一种简单而安全的方法。
（3）特性
MD5：
1.压缩性：任意长度的数据，算出的MD5值的长度都是固定的
2.容易计算：从原数据计算出MD5值很容易
3.抗修改性：对原数据进行任何改动，修改一个字节生成的MD5值区别也会很大
4.强抗碰撞：已知原数据和MD5，想找到一个具有相同MD5值的数据（即伪造数据）是非常困难的。
SHA-1：
不可以从消息摘要中复原信息；两个不同的消息不会产生同样的消息摘要。
11.简述数字签名的原理，分析简单数字签名，签名报文摘要技术的相同和不同。 P279
（1）
（2）
| 相同 | 不同 | |
| 简单数字签名 | 利用数字签名，验证信息 | 计算量大，运行效率低，拓展报文数据量大，直接对报文加密 |
| 签名报文摘要 | 对报文摘要签名 |
12.简述数字签名和信息鉴别的区别和联系，分析不同消息鉴别方法的优缺点。 P279
13.请设计一个协议，使得A、B双方相互发送消息，协议能够保证消息的机密性、不可否认性、消息的完整性和身份认证，并画出示意图。 P280
解析：
14.KDC和CA的作用是什么？ P283 P285
1）KDC：解决对称密钥的安全可靠分发问题。
2）CA：证实一个实体的真实身份；生成一个把其身份和实体的公钥绑定起来的证书，并由CA对证书进行数字签名。
15.什么是消息认证码MAC？说明其在信息安全中的作用和局限性。 P278
16.防火墙有哪几种分类？不同分类的特点是什么？ P286
1）无状态分组过滤器
特点：是典型的部署在内部往来边缘路由器上的防火墙。有分组过滤的功能，路由器逐个检查数据报，然后基于特定的规则对分组是通过还是丢弃进行决策。
2）有状态分组过滤器
特点：有状态分组过滤器会使用连接表跟踪每个TCP连接。分组过滤器跟踪连接建立（SYN），拆除（FIN），根据状态确定是否放行进入或者外出的分组。对于超时的非活动连接，则不允许分组通过。
3）应用网关
特点：鉴别用户身份或针对授权用户开放特定服务。
17.假设Alice想给Bob发送一封邮件；Bob拥有公钥/私钥对，Alice有Bob的证书，但是Alice没有公钥/私钥对；Alice和Bob共享相同的散列函数
请回答下列问题。 P277
1）在这种情况下，能否设计一个方案使得Bob可以核实邮件消息是由Alice创建的？
2）能否设计一个方案，支持Alice向Bob发送机密性邮件？如果能，请绘制方案框图；如果不能，请简单解释原因
答：
1）不能，Alice只持有bob的公钥，没有自己和bob所独有的一段报文认证密钥s1，也没有自己的公钥私钥对，无法证明自己是Alice
2）可以，只要Alice的报文经过Bob的公钥KB+加密，就可以实现机密传输，Bob收到之后可以用私钥解密。
如图所示：
18.SSL握手协议、更改密码协议、警告协议各自完成什么功能？ P294
1）SSL握手协议：协商密码组和建立密钥，协商确认后，才能进行密钥的导出等操作。握手协议也会进行服务器认证与鉴别和客户认证与鉴别。
2）SSL更改密码规格协议：用于通信过程，通信双方修改密码组，标志着加密策略的改变。
3）SSL警告协议：用于在握手过程或者加密等出错或异常时，为对等实体传递SSL警告或者终止当前连接。
19.简述SSL的握手过程。 P295
20.IPSec有哪些传输模式？不同传输模式数据报结构有什么不同？ P297
21.IPSec的核心协议有哪些？分别能提供什么安全服务？ P298
（1）IPSec是网络层安全协议，核心协议是AH协议和ESP协议。
（2）AH协议可以提供源认证和鉴别、数据完整性检验；
ESP可以提供源认证和鉴别、数据完整性检验以及机密性。
22.IPSec在建立安全关联SA过程中一般会使用哪两个安全数据库？它们的作用分别是什么？ P297
1）安全关联数据库SAD：一般来说，IPSec端点会将SA状态保存在SAD中，在处理IPSec数据报时，会定位这些信息。
2）安全策略数据库SPD：定义了针对数据流实施怎样的安全处理，主要分为3类：应用IPSec、普通IP数据报绕过IPSec、丢弃违背安全策略的数据报。安全策略组成了SPD，每个记录就是一条SP。