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网络空间安全就是网络领域的安全,网络空间安全涉及到在网络空间中的电子设备、电子信息系统、运行数据、系统应用中存在的安全问题,分别对应这个四个层面:设备、系统、数据、应用。
包括以下两个部分:
1、防治、保护、处置包括互联网、电信网、广电网、物联网、工控网、在线社交网络、计算系统、通信系统、控制系统在内的各种通信系统及其承载的数据不受损害。
2、防止对这些信息通信技术系统的滥用所引发的政治安全、经济安全、文化安全、国防安全。一个是保护系统本身,另外是防止利用信息系统带来了别的安全问题。所以针对这些风险,要采取法律、管理、技术、自律等综合手段来应对,而不是像过去说信息安全主要是技术手段。
(来源:文章屋网 )
【关键词】网络安全漏洞;网络安全漏洞攻击;网络安全漏洞防范
一、引言
随着网络化和信息化的高速发展,网络已经逐渐成为人们生活中不可缺少的一部分,但网络信息系统的安全问题也变得日益严峻。网络攻击、入侵等安全事件频繁发生,而这些事件多数是因为系统存在安全隐患引起的。计算机系统在硬件、软件及协议的具体实现或系统安全策略上存在的这类缺陷,称为漏洞。漏洞(Vulnerability)也称为脆弱性。安全漏洞在网络安全中越来越受到重视。据统计,目前,全世界每20秒就有一起黑客事件发生,仅美国每年因此造成的经济损失就高达100多亿美元。所以,网络安全问题已经成为一个关系到国家安全和、社会的稳定、民族文化的继承和发扬的重要问题。它一旦被发现,就可以被攻击者用以在未授权的情况下访问或破坏系统。不同的软硬件设备、不同的系统或者同种系统在不同的配置下,都会存在各自的安全漏洞。
二、计算机网络安全漏洞
(一)计算机网络安全漏洞研究内容
1、计算机网络安全漏洞相关概念的理论研究,如网络安全漏洞的定义、产生原因、特征与属性、网络安全漏洞造成的危害等,并对网络安全漏洞的分类及对网络安全漏洞攻击的原理进行了探讨。
2、计算机网络安全漏洞防范措施的理论研究,从数据备份、物理隔离网闸、防火墙技术、数据加密技术、网络漏洞扫描技术等五个方面阐述了计算机网络安全漏洞的防范措施。
3、操做人员的网络安全防范意识研究,从操作人员在日常计算机操作中使用的网络安全技术 和如何防范网络上常见的几种攻击两个方面对操作人员的网络安全防范意识进行了研究。
(二)计算机网络安全漏洞概述
漏洞(Vulnerability)也称为脆弱性。它是在硬件、软件、协议的具体实现或系统安全策略上存在的缺陷,从而可以使攻击者能够在未授权的情况下访问或破坏系统。其代表性的定义形式包括:模糊概念、状态空间、访问控制。
1、基于模糊概念的定义
Dennis Longley和Michael Shain的“Data & Computer Security-Dictionary of Standards Concepts and Terms”一书中对漏洞的定义是:(a)在计算机安全中,漏洞是指系统安全过程、管理控制以及内部控制等中存在的缺陷,它能够被攻击者利用,从而获得对信息的非授权访问或者破坏关键数据处理;(b)在计算机安全中,漏洞是指在物理设施、管理、程序、人员、软件或硬件方面的缺陷,它能够被利用而导致对系统造成损害。漏洞的存在并不能导致损害,漏洞只有被攻击者利用,才成为对系统进行破坏的条件;(c)在计算机安全中,漏洞是指系统中存在的任何错误或缺陷。
2、基于状态空间的定义
Matt Bishop和David Bailey在“A Critical Analysis of VulnerabilityTaxonomies”一文中提出计算机系统由一系列描述该系统各个组成实体的当前状态所构成。系统通过应用程序的状态转换来改变它的状态。所有状态都可以通过初始状态转换到达,这些过程状态可以分为授权状态和非授权状态,而根据已定义的安全策略,所有这些状态转换又可以分为授权的或是非授权的转换。一个有漏洞状态是一个授权状态,从有漏洞状态经过授权的状态转换可以到达一个非授权状态,这个非授权状态称为最终危及安全状态。攻击就是从授权状态到最终危及安全状态的转换过程。因此,攻击是从有漏洞状态开始的,漏洞就是区别于所有非受损状态的、容易受攻击的状态特征。
3、基于访问控制的定义
Denning D.E在“Cryptography and Data Security”一书中,从系统状态、访问控制策略的角度给出了漏洞的定义。他认为,系统中主体对对象的访问是通过访问控制矩阵实现的,这个访问控制矩阵就是安全策略的具体实现,当操作系统的操作和安全策略之间相冲突时,就产生了漏洞。
网络安全漏洞的具体特征如下:
(1)网络安全漏洞是一种状态或条件,是计算机系统在硬件、软件、协议的设计与实现过程中或系统安全策略上存在的缺陷和不足。网络安全漏洞存在的本身并不能对系统安全造成什么危害,关键问题在于攻击者可以利用这些漏洞引发安全事件。这些安全事件有可能导致系统无法正常工作,给企业和个人造成巨大的损失。
(2)网络安全漏洞具有独有的时间特性。网络安全漏洞的更新速度很快,它的出现是伴随着系统的使用而来的,在系统之后,随着用户的深入使用,系统中存在的漏洞便会不断被发现。用户可以根据供应商提供的补丁修补漏洞,或者下载更新版本。但是在新版本中依然会存在新的缺陷和不足。
(3)网络安全漏洞的影响范围很大,主要存在于操作系统、应用程序中,即在不同种类的软硬件设备、同种设备的不同版本之间、由不同设备构成的不同系统之间,以及同种系统在不同的设置条件下,都会存在各自不同的安全漏洞问题。这使得黑客能够执行特殊的操作,从而获得不应该获得的权限。
(三)网络安全漏洞的基本属性
网络安全漏洞类型,网络安全漏洞对系统安全性造成的损害,网络安全漏洞被利用的方式和环境特征等。
1、网络安全漏洞类型:指网络安全漏洞的划分方式,目前对网络安全漏洞这一抽象概念的划分并无统一的规定。主要的划分方式有网络安全漏洞的形成原因,网络安全漏洞造成的后果,网络安全漏洞所处的位置等。不同的划分方式体现了人们对网络安全漏洞理解的角度,但是可以看到人们对于网络安全漏洞的分类方式存在着概念重叠的现象。
2、网络安全漏洞造成的危害:一般来说,网络安全漏洞对系统的安全性造成的损害主要包括有效性、隐密性、完整性、安全保护。其中安全保护还可以分为:获得超级用户权限、获得普通用户权限、获得其他用户权限。
3、网络安全漏洞被利用的方式:在实际攻击状态中,黑客往往会采用多种手段和方式来利用网络安全漏洞,从而达到获取权限的目的。主要的利用方式有:访问需求、攻击方式和复杂程度。
(四)计算机网络安全漏洞种类
网络高度便捷性、共享性使之在广泛开放环境下极易受到这样或那样威胁与攻击,例如拒绝服务攻击、后门及木马程序攻击、病毒、蠕虫侵袭、ARP 攻击等。而威胁主要对象则包括机密信息窃取、网络服务中断、破坏等。例如在网络运行中常见缓冲区溢出现象、假冒伪装现象、欺骗现象均是网络漏洞最直接表现。
三、计算机网络安全漏洞攻击原理
(一)拒绝服务攻击原理
DDoS攻击手段是在传统的DoS攻击基础之上产生的一类攻击方式。单一的DoS攻击一般是采用一对一方式的,当攻击目标CPU速度低、内存小或者网络带宽小等各项性能指标不高时,它的效果是明显的。随着计算机与网络技术的发展,计算机的处理能力迅速增长,内存大大增加,同时也出现了千兆级别的网络,这使得DoS攻击的困难程度加大了。 如果说计算机与网络的处理能力加大了10倍,用一台攻击机来攻击不再能起作用的话,攻击者使用10台攻击机同时攻击呢?用100台呢?DDoS就是利用更多的傀儡机来发起进攻(如图1所示),以比从前更大的规模来进攻受害者。
图1 DDoS攻击原理图
高速广泛连接的网络给大家带来了方便,也为DDoS攻击创造了极为有利的条件。在低速网络时代时,黑客占领攻击用的傀儡机时,总是会优先考虑离目标网络距离近的机器,因为经过路由器的跳数少,效果好。而现在电信骨干节点之间的连接都是以G为级别的,大城市之间更可以达到2.5G的连接,这使得攻击可以从更远的地方或者其他城市发起,攻击者的傀儡机位置可以在分布在更大的范围,选择起来更灵活了。
(二)如何防范网络上常见的几种攻击
1、防范密码攻击措施:
(1)禁止使用名字、生日、电话号码等来做密码或跟用户名一样这样的密码。
(2)上网时尽量不选择保存密码。
(3)每隔半个月左右更换一次密码,设置密码时最好具有大小写英文字母和数字组成。
2、预防木马程序应从以下几方面着手:
(1)加载反病毒防火墙。
(2)对于不明来历的电子邮件要谨慎对待,不要轻易打开其附件文件。
(3)不要随便从网络上的一些小站点下载软件,应从大的网站上下载。
3、防范垃圾邮件应从以下方面入手:
(1)申请一个免费的电子信箱,用于对外联系。这样就算信箱被垃圾邮件轰炸,也可以随时抛弃。
(2)申请一个转信信箱,经过转信信箱的过滤,基本上可以清除垃圾邮件。
(3)对于垃圾邮件切勿应答。
(4)禁用Cookie。Cookie是指写到硬盘中一个名为cookies.txt文件的一个字符串,任何服务器都可以读取该文件内容。黑客也可以通过Cookie来跟踪你的上网信息,获取你的电子信箱地址。为避免出现这种情况,可将IE浏览器中的Cookie设置为“禁止”。
四、结束语
本文研究了计算机网络安全漏洞的特征、分类以及对其进行攻击的原理。并且从数据备份、物理隔离网闸、防火墙技术、数据加密技术和扫描技术等五个方面讨论了计算机网络安全漏洞的防范措施。
参考文献:
[1]张玉清,戴祖锋,谢崇斌.安全扫描技术[M].北京:清华大学出版社.2004:10-11.
[2]郑晶.计算机软件漏洞与防范措施的研究[J].吉林农业科技学院学报,2010(2):104-106.
[3]朱艳玲.计算机安全漏洞研究[J].通信市场,2009(6):111-116.
目前计算机网络技术的快速发展,使信息传输变得更加容易,借助于计算机网络技术,信息的传输速度越来越快,传输成本越来越低。并且网络的发展,提供了更多的数据接口终端和数据接口服务,因此,计算机网络技术的发展,促进了信息传输的发展。在气象传输领域,在应用计算机网络技术以前,受到传输方式和传输距离的限制,导致气象信息不能及时的传递出去,传输效率慢。应用了计算机网络技术之后,气象传输极大的提高了传输效率,提高了传输的准确率,并借助计算机网络,提高了气象信息传输的覆盖面,使气象信息能够轻松的传输到网络终端中。
基于计算机网络技术的气象传输的概念是指利用计算机网络技术为主要技术手段,实现气象信息快速准确传输的过程。气象信息与其他的信息系统一样,从信号的采集到传输,都需要强有力的技术手段作为支撑,否则,很难实现数据的高速、准确的传输。基于计算机网络技术的气象传输,最早于2000年出现。当时的计算机网络技术已经初具模型,并且已经在一些领域开始了应用尝试。恰逢此时,气象传输急需一种方便快捷的技术作为支撑,来达到扩大传输范围和提高传输速度以及准确率的要求。计算机网络技术的优势正是气象传输所需要的,因此,计算机网络技术迅速与气象传输结合,诞生出了基于计算机网络技术的气象传输。
二、计算机网络技术在气象信息传输中的应用
计算机网络技术在气象信息传输中,首先要建立合理的网络结构,设计合理的网络形式;其次要建立网络安全系统,保证气象信息传输中的数据安全;再次,要建立合理的计算机网络终端布局,保证气象信息在网络中高速传输。
1.设计合理的网络形式
在气象信息传输系统中,需要根据实际情况设计合理的计算机网络形式,在气象信息传输系统中,通常都将计算机网络系统设计成三层结构,这样做的好处在于可以将客户端、服务器、数据库和WEB浏览器按照层次顺序进行分类,保证了实现各种功能的时候既相互联系又相对独立,尽可能的保障了气象信息系统的独立性和完整性。这种三层式的网络结构,在气象信息传输系统中应用的十分广泛,已经成为了气象信息传输系统的主流的网络结构形式。所以,计算机网络技术在气象信息传输中的应用,首先就要设计合理的网络形式,从网络结构上保证气象信息传输系统的合理性,只有这样才能保证气象信息的顺利传输,否则将无法保证气象信息的准确传输。
2.建立网络安全系统
在计算机网络技术应用在气象信息传输中的时候,引入了网络安全的概念,这一概念也是计算机网络系统中最为核心的概念。气象信息在传输的过程中,需要对数据和信息进行加密,防止数据和信息在传输过程中扰或者窃取。因此,建立网络安全系统,对于气象信息传输系统至关重要。建立气象信息传输系统网络安全系统的步骤是:1、建立网络安全组织,从制度上明确气象信息传输系统网络安全的重要性。2、选择具有实际意义的安全策略,制定具有针对性的具体安全措施。3、对气象信息传输网络系统进行安全管理,加强对气象信息资源、密码系统、安全检测等系统的管理。因此,要想保证计算机网络技术在气象信息传输中顺利应用,就必须建立网络安全系统。
3.建立合理的计算机网络终端布局
计算机网络技术应用在气象信息传输中的时候,网络终端布局是十分关键的。这主要是因为在气象信息传输中,计算机网络技术的应用主要是在气象信息传输中增加了若干个网络终端。网络终端的作用不但是为用户提供基础的气象信息服务,还为整个计算机网络系统增加了数据传输单元,由此可见,计算机网络终端对于气象信息传输系统的重要性。所以,计算机网络技术在气象信息传输系统应用的时候,一定要根据实际情况,建立合理的计算机网络终端布局,使计算机网络终端布局趋于合理,能够为气象信息传输系统服好务。因此,建立合理的计算机网络终端布局,对于计算机网络技术应用在气象信息传输系统中,是十分重要的,也是具有一定的现实意义的。
三、计算机网络技术对气象信息传输的促进作用
计算机网络技术的应用,对气象信息传输起到了极大的促进作用,具体表现在以下几个方面:
1.计算机网络技术促进了气象信息传输整体快速发展
气象信息传输作为一种数据传输系统,如果没有计算机网络的支持,仍将停留在传统的传输领域之中,计算机网络技术为气象信息传输提供了一种有力的技术支持,从客观上讲,对气象信息传输的整体快速发展起到了很大的促进作用,保证了气象信息传输整体快速发展。
2.计算机网络技术促进了气象信息传输安全性的建设
网络安全性是计算机网络技术的一个重要指标,计算机网络技术应用在气象信息传输系统中,将网络安全的概念引入其中,使气象信息传输系统具有了安全性,因此我们可以认为,计算机网络技术促进了气象信息传输安全性的建设。
3.计算机网络技术促进了气象信息传输高效优质发展
计算机网络技术的应用,使气象信息传输的效率和准确性都得以全面提高,计算机网络技术本身的特性决定了对气象信息传输起到了正面的促进作用。计算机网络技术的特长在于能够保证数据快速准确的传输,因此,计算机网络技术促进了气象信息传输高效优质发展。
参考文献:
[1]马永征,南凯,阎保平.基于MDS的数据网格信息服务体系结构.微电子学与计算机.2003.8.
【关键词】网络 安全预测 方法 信息处理
计算机的日常基本运作离不开网络,但随着互联网的不断发展,网络环境存在巨大的安全隐患,传统的网络安全保护方式像入侵检测系统、防火墙等,已经不能再满足用户的网络安全防护需求。目前,网络安全势态预测方法是最受关注的问题,引起众多学者的激烈探讨,不少学者已经对此展开研究,提出了众多的网络安全势态预测方法,为改善网络安全问题做出了巨大的贡献。
1 网络安全态势预测方法的概述
网络安全势态预测方法主要是指查找潜在的网络安全问题,并收集与这些问题相关的信息,在此基础上运用相关经验进行分析,以数学模型计算作为辅助,预测网络安全问题产生的原因和发展趋势,为网络安全管理提供准确无误的数据信息。网络安全态势的预测具有复杂性和层次性两大特点。
2 准确的数据是网络安全态势预测的前提
数据信息整合的概念最早起源于20世纪中期的传感器观测,主要是指依照时序及时记录传感器观测所显示的数据信息,再将这些数据信息根据一定的准则,通过计算机的基本技术进行运算,将计算结果进行分类汇总,从而实现网络安全态势的评估和预测。在网络安全态势预测的过程中会出现许多数据,因此,在确保预测方法正确的前提下,需要确保数据的准确性。确保数据的准确性则需要人们掌握较高的数学模型使用能力和网络模型能力。通常采用整合数据信息和挖掘数据信息等方式预测网络安全态势,从而提高网络安全态势预测数据的精准性和科学性。然而,由于数据信息整合的概念使用角度和使用领域的不同,存在较大的差别,因此,目前对于数据信息的整合目前还没有统一的标准。
3 网络安全态势预测的系统框架结构
网络安全势态预测的系统框架结构主要包括数据采集、评估数据库、网络安全势态评估三大部分。数据采集是指收集网络安全态势预测中具有重要意义的数据,主要包括两个部分:第一,网络节点信息。网络安全态势的预测需要评估网络风险,评估过程中的网络安全态势理论性较强,需要以网络节点实时性为依据进行修改。第二,IDS报警日志的信息。IDS的信息有众多具有攻击性的网络信息,是网络安全态势的重要监测数据。IDS信息较为复杂,需要对这些信息进行分级和提取,降低评估时的难度。评估数据库包括威胁信息库、资产信息库、日至系统等,利用主机信息扫描应用程序得到相关信息。网络安全势态预测通常运用Markov模型预测势态,将评估的结果利用HMM参数训练,运用HMM-NSSP预算法进行下一个状态的预测。
4 网络安全态势势态预测的基本原理
网络安全管理的态势犹如军事领域中的战场态势,当出现分析对象的范围较大,又有许多干扰因素时,需要用态势来了解分析对象目前的状态和表现,并对此加以说明。这种态势是以建立高效的、精确的网络安全势态综合体系为核心目的,使网管人员对整体网络安全有更全面、更及时的把握。在收集数据信息上,网络安全态势需要根据时间的顺序;在处理信息时,根据时间将信息排成序列;进行变量输入时,需要注意选取前段的时间态势值,将下一段时间所显示的态势值作为输出变量。网络安全态势的预测和评估都需要根据与网络安全问题相关的产出进行处理,包括产生的次数、发生的概率以及被威胁的程度等等,再将所得的网络安全数据结合成一个准确反映网络状况的态势值,通过过去的态势值和目前的态势值预测未来的网络安全态势。由此可以得出结论:网络安全态势的预测从本质上来看,就是分析和研究按照时间顺序有一定序列的态势值,从而预测未来更多的态势值。
5 网络安全态势预测方法的应用
网络安全态势预测的应用主要有三种评估模型,主要是以下三种:第一,网络态势的察觉。网络态势的察觉是指在分析网络环境的基础上提取与网络态势相关的元素,再将这些网络态势相关的元素进行分类和处理,这种模型属于像素级别的结合。第二,网络态势的理解。网络态势的理解需要有具备充分专业知识的专家人士,将专家的系统结合网络态势的特征,在分析总结过后专家对网络势态做出有效的解释,为网络安全势态的预测提供相关依据,属于特征级别的结合。第三,网络势态预测。网络势态预测主要是负责多个级别的预测,包括像素级别和特征级别,预测各个级别由单体行为转变为全局网络态势的整个过程,这种模型属于决策级别,是最高的模型。除此之外,网络安全态势预测方法的应用也包括挖掘数据信息,挖掘数据信息主要是指找出网络数据库中具有较大的潜在利用价值的数据信息,再将这些数据进行分析评估。同源的数据信息更具有准确性和有效性,与单源的数据相比有较大的优势。另外,准确的数据需要依靠多个传感器,通常情况下,多个传感器能够处理多个级别甚至多个层面的信息,提高了网络安全势态预测的精确度。
6 结束语
网络安全态势预测是目前最受关注的问题,也是一项技术含量十分高的工程,需要引起人们的重视。网络安全态势的预测需要有严谨的数学逻辑和精准的数据,通过人们的不断努力,营造安全的网络环境指日可待。只有合理运用网络安全态势方法,才能减少因网络安全问题带来的损失。
参考文献
[1]谭荆.无线局域网通信安全探讨[J].通信技术,2010(07):84.
[2]杨雪.无线局域网通信安全机制探究[J].电子世界,2013(19):140.
[3]李晓蓉,庄毅,许斌.基于危险理论的信息安全风险评估模型[J].清华大学学报,2011,51(10):1231-1235.
关键词:信息安全专业;网络与网络安全课程群;工程训练;自主学习
1研究背景
随着网络及信息技术的发展,网络和信息安全风险日益增长。在全球范围内,计算机病毒、网络攻击、垃圾邮件、系统漏洞、网络窃密、虚假有害信息和网络违法犯罪等问题日渐突出。据有关国家信息安全机构统计,我国每年被黑客攻击的网页达10万数量级,钓鱼网站数量占世界总量比例偏高,位于我国的僵尸网络的肉鸡数量位于世界的前列,分布式拒绝服务的受害者数量非常庞大。如何保证网络的安全性,已经成为全社会关注的问题。如应对不当,可能会给我国经济社会发展和国家安全带来不利影响。提升网络普及水平、信息资源开发利用水平和信息安全保障水平,是国家近年来的信息化发展战略之一。
社会对网络安全人才的需求量在不断扩大,急需大量具有扎实理论基础并受过良好工程实践训练的网络安全人才。培养网络与网络安全人才,对推动国家的网络与信息安全工作有重要意义[1-4]。如何使高校的本科生教育与社会需求接轨,为社会培养有用的网络安全技术人才,是我们在网络与网络安全课程体系建设中需要考虑的重要问题。
本文主要围绕北京工业大学信息安全专业建设情况,对网络与网络安全课程群的设置与建设情况进行详细介绍,探讨网络与网络安全课程群的教学方法和实践教学改革思路。
2网络与网络安全课程群设置
北京工业大学信息安全专业于2003年在计算机学院成立,到2005年,建成了具有初步规模的信息安全专业教学与实验环境。近几年来,在国家和北京市的支持下,专业建设取得突飞猛进的进步。2007年,本专业被教育部批准为第二类特色专业建设点,2008年被北京市教委批准为特色专业,2010年被评为北京市重点学科。网络安全是北京工业大学信息安全交叉学科的一个重要研究方向。
在沈昌祥院士的带领下,信息安全专业以“立足北京、服务北京”为基本办学定位,加强课程体系和教材建设,强化实践教学,紧密结合国家和北京市的经济社会发展需求,推进专业建设与人才培养。该专业逐步形成了满足培养国家和北京市经济和行业发展急需的信息安全专业创新型应用人才需求的教学体系。网络与网络安全课程群是我校信息安全专业建设的一个重要内容,该课程群主要培养信息安全系本科生在网络与网络安全方面的理论基础和实践能力[5-7],要求学生掌握网络和网络安全基本理论知识,学会规划网络和配置网络,并具备使用防火墙、VPN、病毒防治等工具维护网络安全的能力。在课程群的课程教学内容安排上,充分体现由易到难、由浅入深的教学规律,并注重理论与实践相结合的原则,图1展示了信息安全专业课程的拓扑图,其中网络与网络安全课程群设置用灰色阴影文本框表示。
现行的信息安全专业的本科教学计划包括计算机网络基础、计算机网络基础实验、路由与交换技术、网络设计、网络安全防护、信息安全体系结构、信息安全标准、安全协议、安全协议课设、计算机病毒防护、无线网络安全、防火墙技术、应用服务器安全等系列课程,建立了一定规模的实验环境。为了更好地安排上述课程群的教学内容,我们结合信息安全专业不同年级学生的特点,进一步制定每一年的教学目标,使整个课程群的教学内容成为一个有机整体。
针对一年级学生,主要是培养学生的学习兴趣和奠定专业基础。计算机网络基础是为信息安全专业新生开设的第一门专业课程,在信息安全整个课程体系以及网络与网络安全系列课程群中起着举足轻重的作用。这门学科的内容博大精深,涉及到众多的概念、原理、协议和技术,它们以错综复杂的方式彼此交织在一起。为应对计算机网络在内容上的广阔度和复杂度,使学生能够在学习整个体系结构中某部分的具体概念与协议的同时,也能够掌握每一层协议在整个网络系统中所处的地位和作用,我们采用自底向上和自顶向下相结合的方法。该方法能够使学生在对计算机网络的概念、原理和体系结构有深入了解的基础上,又能对协议和技术及其内在联系有一个全局的掌握,形成比较系统的知识体系。在该课的基础上,第二学期开设的计算机网络基础实验课程加深学生对计算机网络各层协议功能和基本工作过程的理解与掌握,以验证性和演示性实验为主,培养学生的学习兴趣,使学生在一年级就能轻松接触到网络相关知识。
针对二年级学生,我们开设了路由与交换技术、网络设计、网络安全与防护,培养学生在组网和网络配置方面的能力,同时使其了解网络面临的安全威胁,并具有简单的安全防护知识。通过路由与交换技术课程的学习,学生将了解路由与交换的基本知识,掌握各种路由与交换技术的特点及其基本原理,培养学生的局域网组网与管理能力,使学生能够根据具体环境和应用目的设计合理的拓扑结构,组建网络,并具备解决网络中常见问题的基本技能。网络安全与防护使学生了解企事业网络中存在的威胁,掌握安全评测的基本理论与方法,掌握网络安全策略的设计与实现、安全事故处理的基本方法。通过该课程学习,学生将学会网络安全防护的方法,为学生从事企业安全网络设计与网络管理等工作打下一定的基础。
针对三年级学生,为了加深他们对网络安全知识的理解,我们开设了信息安全体系结构、安全协议、信息安全标准课程。信息安全体系结构课程围绕如何构建一个安全的信息系统,并对构建安全体系结构的关键三要素(技术、管理和人员)之间的关系进行了详细阐述。使学生掌握信息安全体系结构中的基本概念、基本理论、基本方法,在整体上认识构建一个安全的信息系统需要解决的主要问题,通过结合具体的应用案例分析,提高学生的综合设计、分析和解决问题的能力。安全协议课程使学生能够对网络安全协议有一个系统全面的了解,掌握各层安全协议的概念、原理和知识体系,在实践中学会应用网络协议知识分析解决各种网络安全问题。课程包括了许多网络安全的案例分析,让学生将课堂理论与应用实践紧密结合起来,学会解决实际应用中的工程技术问题,了解设计和维护安全的网络及其应用系统的基本手段和常用方法。通过信息安全标准的学习,学生对国际和国内信息安全领域制定的相关标准方面有一个基本的了解,并重点学习几个信息安全领域中的核心标准。
针对四年级学生,注重对其网络与网络安全工程实践能力和创新能力的培养,通过一些能反映网络与网络安全最新发展情况的计算机病毒防护、无线网络安全、防火墙技术、应用服务器安全等专业选修课程,开阔学生的视野,为学生实习和就业打下基础。计算机病毒防护课程既注重对病毒基本概念、作用机制和防治技术的阐述,又力求反映病毒防治技术的新发展,既兼顾课程的深度,又有一定的广度。通过学习该课程,学生将掌握防治计算机病毒的基本理论和基本技术,为进一步深入学习网络安全课程奠定了良好的基础。无线网络安全课程则使学生对无线通信系统及其安全有比较全面的了解,初步掌握无线通信的分类和各种类别的基本原理,以及无线网络环境中的安全措施,为今后适应层出不穷的无线网络应用打下基础。防火墙技术课程使学生理解防火墙的基本知识,掌握防火墙的体系结构、关键技术以及构建、配置防火墙的基本方法,并对防火墙技术的未来发展方向有一定的了解。应用服务器安全课程主要讲解计算机应用系统面临的安全风险、应用安全涉及的相关技术和手段(包括数据存储技术及其安全)、应用系统安全解决方案以及方案的典型实现。通过该课程的学习和实践,学生能够基本掌握设计计算机应用系统的安全方案应考虑的若干方面,能够从系统的角度看待安全问题,并能综合利用几年来所学的安全知识解决系统的安全问题。
3网络与网络安全课程群教学方法改革
在网络与网络安全课程群的教学中,我们强调理论与实践相结合的教学方法,在抓好理论教学的同时,强化实践教学,形成了工程训练、自主学习、创新培养并举的特色教育理念。鉴于在实践教学和创新能力培养方面的有力措施和突出成绩,我们在2010年获得了北京工业大学优秀教育成果一等奖。
3.1强化实践教学,提高学生的工程实践能力
2007年,信息安全专业对实践教学计划进行了全面修订,包括增加实践教学环节的学分比例、提高综合性与设计性实验比例、设置自选设计环节、强化综合设计和毕业设计环节、加强对实践教学体系各个环节的规范化管理。
针对某些比较重要的理论课程,如计算机网络基础,我们设置了专门的实验课程――计算机网络基础实验。针对技术性比较强的课程,我们设置了课内实验,做到理论与实践相结合。例如对路由与交换技术、网络安全与防护、安全协议、防火墙技术、计算机病毒与防护、应用服务器安全等选修课程,我们设置了课内实验(包括设计性实验和综合性实验),使学生掌握高级网络技术和具备维护网络安全的技能。
课程设计是锻炼学生系统设计能力的好机会,我们设置了安全协议课设课程。学生以小组形式进行课设,每个小组选出组长,负责一些协调工作,提高团结协作能力,使同学间互相帮助、取长补短、共同进步。
信息安全专业实习、信息安全综合设计和毕业设计是信息安全专业比较重要的实践环节,是促进学生综合运用所学知识解决实际问题的关键。我校信息安全专业与太极、瑞星等单位建立了校内外实习基地,为学生提供了实习条件。信息安全综合设计和毕业设计使学生能够有机会参加一些工程项目的研发。综合设计题目与内容选取有一定的工程实际背景,体现应用性、先进性、综合性。毕业设计的题目主要来自企业或学校的科研项目。一些学生在公司完成实习和毕业设计,为顺利就业创造了条件。一些学生在学校的科研环境中进行实习和毕业设计,为考研和进一步深造奠定了基础。
3.2提倡自主学习,提高学生的学习积极性
自学课程的开设对教师提出了新的要求,要求教师改变传统教学模式,探索有利于创新型人才培养的教学模式。我们开设自学课程的教学理念是:以学生自主学习为主,教师引导和启发学生为辅。这不仅要求教师有丰富的教学经验和较好的教学效果,还要有较强的责任心。该课程培养学生独立学习网络与网络安全新知识,发现问题、分析问题、解决问题的自主学习能力,使学生能够适应社会和网络技术发展的要求。在网络设计自学课程中,我们采用国外经典教材《Cisco Network Design》,引导学生自己学习教材和阅读相关文献资料,通过小组分工协作完成一个真实的园区局域网络规划方案设计,达到学以致用的目的。通过采用自评、互评、演讲等多种形式来激发学生的参与力度,使学生能充分发挥学习的主动性和自觉性,把学生的兴趣、爱好、学习、创新融为一体。
3.3通过创新活动,激发学生创新能力
结合网络安全课程群的建设,我们为学生开设网络与网络安全的创新活动和创新实践课程,利用第二课堂活动开展专业调查、社会实践和竞赛活动。具体采取了如下措施。
1) 以校企联合的形式为学生举办多次安全知识的讲座。邀请院士、总工程师、总裁等作相关报告,使学生更好地了解信息安全产业的发展状况,对他们后续的工程实践、实习就业有非常重要的作用。
2) 各种科技活动和兴趣小组培养学生研究性学习和创新性实验能力。例如,我们成立了网络兴趣小组,促进学生参加网络技能训练;鼓励学生申请“北京工业大学星火基金”,培养学生的创新能力。
3) 通过组织各种竞赛,引领学生在创新中成长。我们多次指导本科生参加思科网院杯全国大学生网络技术大赛、全国大学生信息安全竞赛。获得一等奖2次,二等奖3次、三等奖2次。
4) 安排高年级本科生进入专业实验室,鼓励学生参与到教师的教学科研项目,逐步引导学生独立从事科学研究工作。在指导老师的帮助下,一些学生已经独立发表学术论文或与老师合作发表学术论文。
4结语
培养网络与网络安全的人才,对推动国家的网络与信息安全工作有重要意义。我校强化实践教学,提高学生的工程实践能力;提倡自主学习,提高学生的学习积极性;通过创新活动激发学生创新能力,形成工程训练、自主学习、创新培养并举的特色教育理念,取得较好的教学效果。
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Network and Network Security Curriculum Group Construction for Information Security Major
DUAN Lijuan, LAI Yingxu, YANG Zhen, HOU Yarong, LI Jian
(College of Computer Science, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China)