第8章数据安全技术

（3）硬盘压缩工具FreeSpace简介：
FreeSpace是一个动态压缩/解压缩数据硬盘 压缩工具，较好解决了兼容性问题的硬盘“扩容” 软件，可以在Windows95（包括支持 OSR2 及 FAT32 分区）和 NTFS 分区上的NT 4.0环境中运 行。FreeSpace 的主要组件是一个驱动程序。在 Windows 每次启动时都会自动装载。经 FreeSpace 压缩过的文件无论看起来还是使用以 来就都象是没有压缩过一样。该驱动程序只在 Windows95 中装载。
网络层（或传输层）的安全协议为主机（进 程）之间的数据通道增加安全属性，但对同一通 道上传输的具体文件的安全性要求却不能区分, 应用层是唯一能够提供这种安全服务的层次。
应用层安全服务的几种情况：
（1）对每个应用（或应用协议）分别修改。如 TCP/IP应用S-HTTP。 （2）安全外壳（SSH）采用密钥交换协议，主机及 客户端认证协议，允许用户安全地进行远程操作。
（1）构造容错系统 ； （2）集中式管理 ； （3）自动数据备份； （4）归档管理； （5）有效的媒体管理 ； （6）系统灾难恢复 ； （7）满足系统不断增加的需求 。
网络数据备份工具——VERITAS NetBackup
先进的企业级数据备份解决方案。采用四层体 系结构，通过一个管理界面来提供集中管理，为客 户提供快速而可靠的大容量数据的备份与恢复，其 主要特性包括介质管理、智能灾难恢复支持和直观 的Java和Windows NT管理界面。支持多种数据库环 境。
④ 磁盘镜像
⑤ 磁盘双工
（2）IDE磁盘阵列技术 :
① RAID 0 利用了并行交叉存取技术 ，没有 冗余校验功能，磁盘系统的可靠性不高； ② RAID 1利用磁盘镜像功能，同时对主盘和 镜像盘并行读写，整体利用率为50％；
③ RAID 3、5 多块硬盘并发读写，能够提供 更好的性能，有校验位，具有容错的功能；
8.1.3 数据压缩
数据压缩，就是以最少的数码表示信息，减 少容纳给定消息集合或数据采样集合的信号空间。 数据压缩技术分类 : （1）无损压缩 : 无失真,可逆 （2）有损压缩： 有失真 , 不可逆
数据压缩的常用工具 :
(1)WINZIP简介： WINZIP是一个应用得较广泛的共享软件，操作 简便、压缩运行速度快，几乎支持目前所有常见的 压缩文件格式，由Nico Mak Computing公司开发。 (2)WinRar简介： WinRar是流行好用的压缩工具，界面友好，使 用方便，支持鼠标拖放及外壳扩展，完美支持 ZIP 档案，可以解开 多种类型的压缩文件,采用了比 Zip 更先进的压缩算法，压缩率相当高。
2．依赖于硬件的加密方式：
（1）软盘加密 ；
（2）卡加密；
（3）软件锁加密 ； （4）光盘加密 ；
① 外壳保护技术 给可执行文件加上一个外 壳 ，在外壳程序中加入对软件锁或钥匙盘的验证 ；
② 光盘狗技术 通过识别光盘上的特征来区 分是原版盘还是盗版盘。
3．数据的鉴别技术
数字证书是互联网通讯中标志通讯双方身份信 息的一系列数据，提供了一种在Internet上验证身 份的方式。
L2TP协议
L2TP是基于Cisco 的“第2层转发（L2F）” 协议和微软的PPTP协议的较新协议。它可以封装 在IP、X.25、帧中继、异步传输模式等上发送的 PPP帧，比PPTP更灵活，但它比PPTP需要占用更 多的CPU。封装分两个阶段完成：
8.2.3
应用层上加数据保密和鉴 别模块技术
④ RAID 6、7增设了专用的，可快速访问的异 步校验盘 ，有较高的传输速度及优异的性能， 是目前最高档次的磁盘阵列，价格也较高。
（3）集群容错技术简介
群集备份技术是解决由软硬件引起可靠性降 低的有效措施。它通过网络将两台以上的服务器 连接起来，当一台服务器停机时，其他服务器在 保证自身业务的基础上，接管停机服务器的业务 。
8.1
数据安全技 术简介
8.1.1 数据完整性
数据的完整性是指数据在存储和传输的过程中不 被篡改和破坏。 产生不完整性数据有三种情况： 1.事务并行性错误；
解决方法是使用锁
2.恶意篡改和破坏 ； 数据加密 ，加强数据系统的管理； 3.偶然性破坏 数据备份
数据完整性检测工具 :
1. Tripwire。其目的是建立一个工具，通过这 个工具监视一些重要的文件和目录发生的任何改 变。 2. COPS 是一个能够支持很多UNIX平台的安全 工具集，使用CRC(循环冗余校验)监视系统的文件。 3.TAMU是一个脚本集，通过一个操作系统的特 征码数据库来判断文件是否被修改。
4. ATP对系统做快照并建立一个文件属性的数据 库。使用32位CRC和MD校验文件。
8.1.2 数据备份
1. 网络数据备份 的重要性
企业将很多重要的业务转移到互联网上，随之出 现的数据安全问题困扰着企业的信息化。
2. 网络信息的特点：
① 分散性强； ② 流动性大； ③ 安全性更难保障。
完善的网络备份系统包括：

网络层安全协议 ：
1. IPSec规范 于1998年制定, 主要包括:
（1）认证协议头（AH）；
（2）安全加载封装（ESP）； （3）密钥管理。
2.协议是NLSP
主要参考了三个标准。一是美国在SDNS项目中 发表的安全协议3（SP3），它专为无连接模式设计， 另一个是美国和加拿大联合提出的分组交换网络的 安全协议；再一个是英国提出的面向连接和无连接 模式的建议。NLSP有效的将三个协议合并到一起。
8.1.4 数据容错技术
计算机系统能否真正运作于实际工作的 一个关键问题就是计算的可靠性，而容错计 算技术是计算可靠性的重要保证。容错技术 是指当计算机由于器件老化、错误输入、外 部环境影响及原始设计错误等等因素产生异 常行为时维持系统正常工作的技术总和。
计算机容错技术包括:
（1）磁盘容错技术: ① 双份目录和双份文件分配表 ② 热修复重定向 ③ 写后读校验பைடு நூலகம்
常见的群集解决方案有：
① Microsoft在Windows NT和Windows 2000中 都提供了群集技术（CLUSTER） ； ② NOVELL的容错解决方案 ； ③ Lifekeeper for NT容错解决方案
8.1.5 数据的保密与鉴别
数据保密和鉴别技术是一项相当复杂的工程， 它是一门跨学科的综合技术 ,两者结合起来保证端 对端通讯的安全性。 1．数据软件加密 ： （1）伪随机加密法 ； （2）密码表加密 ； （3）序列号加密 ；
局域网安全协议SILS
:
该标准由以下四个部分组成：
① 模型：描述提供安全的局域网体系结构 框架和其它三部分的范围；
② 安全数据交换（SDE）:描述局域网上站 与站之间的安全传输协议； ③ 密钥管理：定义高层密钥管理协议以支 持SDE; ④ 系统/安全管理：描述网络管理以支持 SDE协议。
8.2.2
信息安全技术丛书
张仕斌 制作
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学习目的：
了解数据完整性、数据备份、数据压缩和数据 容错技术 了解数据的保密与鉴别技术 掌握互联网模型应用保密和鉴别技术 掌握端对端保密和鉴别通信技术 掌握应用层上加数据保密和鉴别模块技术

学习重点：



数据的保密与鉴别技术 互联网模型应用保密和鉴别技术 端对端保密和鉴别通信技术 应用层上加数据保密和鉴别模块技术
（3）认证和密钥分配协议：把认证和密钥分配系统 是SSH思路的发展，本质上，认证和密钥分配系统 提供的是一个应用编程接口（API），可以用来为任 何网络应用程序提供安全服务。
（4）通用安全服务编程接口（GSS-API）。
8.3
本章小节
本章介绍了数据安全的防护技术，主要包括： 数据的完整性、数据的备份、网络冗余及网络通 讯数据的安全传输技术等内容。其中数据的备份、 网络冗余都是为了确保数据的可靠性，一是传输 的可靠性，不因为硬件故障而发生传输错误，二 是存储的可靠性，使数据因硬件故障或其它原因 造成损坏时可以迅速恢复。因为网路是一个分层 的结构体系，其通讯的安全性体现在不同层次的 安全上，这需要根据具体的应用而定。

端对端保密和鉴别通信技术
VPN采用的主要技术 ：
（1）隧道技术 ； （2）加解密技术； （3）密钥管理技术 ； （4）身份认证技术 。

PPTP协议
PPTP是第2层协议，它将PPP帧装入IP数据报里 在IP网络中传输。它是微软开发的一个较旧的协议， 格式为：
原始数据报首先封装在PPP帧里，然后将PPP帧封装 在GRE（Generic Routing Encapsulation）帧里，该 帧是PPTP客户机和PPTP服务器之间发送的新IP数据报 的有效负载。新数据报的源和目标IP地址将和PPTP客 户机及PPTP服务器的IP地址相对应。
8．2 数据通信安 全技术
8.2.1 互联网模型应用保密和鉴别技术

安全服务
传输层安全协议 ：
1. SSL 协议 由Netscape公司制定 ，主要包括： （1）SSL记录协议；
（2）SSL握手协议。
2. TLSP协议
1996，传输层安全(TLS)工作组制定 。包括如 下安全机制： ①安全标签：在TPDU之前加上安全标签，②方向 标志：一个前缀标志，指示TPDU的传输方向；③完 整性检验值：计算ICV并作为PDU的附件；④加密填 充：如果加密算法需要要求填充，或者需要掩盖 PDU的长度，还应做一次填充。⑤加密：经过以上 过程，再加密数据。