应用层安全技术
基于计算机网络应用层的安全技术探究
基于计算机网络应用层的安全技术探究随着计算机网络的快速发展，人们越来越依赖网络进行日常生活和工作。
网络安全问题也随之而来，应用层安全技术成为了保障网络安全的重要手段之一。
本文将围绕基于计算机网络应用层的安全技术进行探究，深入分析其原理和实现方式。
一、应用层安全技术的背景及意义随着信息技术的不断进步，网络应用层的安全问题也变得日益突出。
应用层安全技术通过对上层协议进行安全加密、认证和鉴权，保障了数据的安全性和完整性，防止了信息被窃取和篡改。
应用层安全技术的发展和应用，不仅可以保护用户的隐私和数据安全，还可以有效阻止网络攻击和恶意软件的侵害，为网络通信提供了有力的保障。
二、应用层安全技术的原理和实现方式1. 安全加密技术安全加密技术是应用层安全技术的核心，它通过对通信数据进行加密处理，防止未经授权的用户获取和利用敏感信息。
常见的安全加密算法包括对称加密算法和非对称加密算法。
对称加密算法采用相同的密钥对数据进行加密和解密，其特点是加密解密速度快，但密钥分发存在困难。
非对称加密算法使用公钥和私钥进行加密和解密，安全性更高，但计算效率较低。
在实际应用中，安全加密技术通常会与数字证书和SSL/TLS协议结合使用，确保通信数据的安全和可靠性。
2. 认证和鉴权技术认证和鉴权技术是保障网络通信安全的重要手段，它通过对用户身份进行验证和授权，防止未经授权的用户访问系统资源。
常见的认证和鉴权技术包括基于口令、数字证书和双因素认证等。
基于口令的认证方式简单易用，但安全性较低；数字证书通过CA机构颁发，具有较高的安全性和可信度；双因素认证结合了多种认证手段，提高了系统的安全防护能力。
在实际应用中，认证和鉴权技术会与身份认证协议和访问控制技术结合使用，确保用户身份和权限的可靠性。
安全传输技术是保障应用层通信安全的关键环节，它通过加密和认证数据传输过程，防止通信内容被窃取和篡改。
常见的安全传输技术包括SSL/TLS协议、IPSec协议和VPN技术等。
网络安全协议应用层安全协议
网络安全协议应用层安全协议网络安全是近年来备受关注的领域，尤其在信息化程度日益提高的今天，安全问题变得愈加重要。
在互联网环境下，层出不穷的安全威胁给个人和企业带来了巨大风险。
为了保护网络的安全，人们开发了各种网络安全协议，其中应用层安全协议起到了重要的作用。
本文将讨论网络安全协议的应用层安全协议。
应用层安全协议是在网络通信的应用层上提供安全性服务的协议。
它的主要目的是确保数据的机密性、完整性和身份认证。
应用层安全协议通常使用加密技术和数字签名技术来实现这些目标。
首先，应用层安全协议确保数据的机密性。
在一个不安全的网络环境中，数据传输很可能会被第三方恶意获取和篡改。
为了保护数据的机密性，应用层安全协议使用加密技术对数据进行加密。
加密技术可以将明文转换为密文，在传输过程中只有具有相应解密密钥的接收方才能将密文解密还原为明文。
这样，即使第三方获取了密文，也无法获得有意义的信息。
比如，HTTPS协议就是一种常见的应用层安全协议，它在HTTP上加入了SSL/TLS协议，通过加密技术保护数据的机密性。
其次，应用层安全协议确保数据的完整性。
数据的完整性意味着传输的数据没有被篡改。
在一个不安全的网络环境中，恶意攻击者可能会对数据进行篡改，导致数据的完整性受到破坏。
为了确保数据的完整性，应用层安全协议使用数字签名技术。
数字签名是一种将数据与特定私钥进行加密的技术，只有拥有相应公钥的接收方才能解密验证数字签名的有效性。
通过对数据进行数字签名，接收方可以验证数据的完整性，如果数据在传输过程中被篡改，数字签名就会失效。
这样，接收方就能够确定数据的完整性，防止篡改。
例如，PGP（Pretty Good Privacy）是一种常用的应用层安全协议，它在电子邮件传输中使用数字签名来保证邮件的完整性。
最后，应用层安全协议提供身份认证。
在网络通信中，确保通信双方的身份真实可靠非常重要。
身份认证可以防止假冒的攻击者冒充合法用户进入系统，并且还可以追溯和追究责任。
网络信息安全的体系架构与应用
网络信息安全的体系架构与应用网络信息技术的不断发展和普及，方便了我们的生活和工作，但同时也带来了越来越多的安全风险。
从个人信息到商业机密，一旦被黑客攻击或泄露，就会对相应的个人或组织带来不可挽回的损失。
因此，网络信息安全问题已经逐渐成为互联网领域中不可忽视的重要问题，亟需建立完善的体系结构和技术手段进行防范和保护。
一、网络信息安全的体系结构网络信息安全体系结构是保证网络信息安全所必须的基础。
它包括三个层次，分别是物理层、网络层和应用层。
其中，多层安全防护技术的应用是保证网络信息安全的关键。
1.物理层安全防护技术物理层安全防护技术主要是针对网络设备和数据中心的。
保证网络设备和数据中心的物理安全性是构建网络信息安全体系结构的首要任务。
实施物理层安全防护技术可以减少因人为因素造成的信息泄漏和黑客攻击。
2.网络层安全防护技术网络层安全防护技术主要针对网络通信，防范网络攻击和网络病毒。
网络层安全防护技术可以加密和验证网络通信数据，使得网络通信变得更加安全可靠。
3.应用层安全防护技术应用层安全防护技术主要针对网络服务和网络应用，如电子商务、网上银行等等。
应用层安全防护技术可以保证网络服务和网络应用的安全性，杜绝黑客攻击和病毒攻击。
二、网络信息安全的应用网络信息安全技术的应用是保证网络信息安全的重要保障。
下面列出网络信息安全技术的应用，包括不限于应用。
1.防火墙技术防火墙技术是普及和应用比较广泛的网络信息安全技术。
通过防火墙技术的应用可以筛选出不安全的网络流量，在外部网络与内部网络之间建立一个安全的防护屏障，实现网络的安全性。
2.加密技术加密技术是网络信息安全领域最基础的技术之一。
加密技术可以对通信数据进行保护和加密，在传输过程中不容易被黑客截获或篡改。
3.身份认证技术身份认证技术可以识别和验证网络用户的身份信息，防止黑客攻击和网络诈骗。
4.入侵检测技术入侵检测技术可以对网络中的流量进行实时监测，并发现违规和攻击行为，减少网络信息泄露和侵害。
5G应用层安全技术
5G应用层安全技术1、安全需求伴随着通信技术迅猛发展，未来5G网络时代，人类对网络空间的依赖将达到极致。
5G网络将成为国家最重要的信息基础设施，而5G的安全问题将成为主要课题。
为了解决这一问题，一方面需要研究解决5G网络自身的安全问题，保证5G网络安全可信、可管可控、稳定可靠的运行；另一方面，也要研究解决承载在5G网络之上的各种应用的安全问题，提高5G应用层的安全性。
具体来说，应该解决如下问题：（1）应用层自身的安全包括终端应用的自身安全、服务方（Provider）应用的安全、以及终端与服务方之间的安全通信。
5G时代，终端数量、种类大幅度增长，应用的广度和深度也与之前不可同日而语。
安全技术要适应这种需求。
比如，为适应小型物联网终端的要求，需设计安全性高、运算速度快、资源能耗比较少的轻量级密码算法；5G的接入云、处理云和控制云都将与应用层之间有互相协作的接口，必须有一整套安全机制来建立互信、合理授权、资源共享与隔离等。
（2）5G网络向应用层提供的安全服务网络能力开放、接口开放、业务开放是5G生态圈的重要特征。
安全技术和能力是每一个服务提供者都需要的共性需求，比如用户身份的认证、访问权限控制、安全事件的追溯、密钥的分配和管理、网络攻击的防护等等。
5G时代的众多应用提供者，安全能力参差不一，急需由第三方提供方便、可靠的安全服务。
5G网络提供的信息安全服务将随着5G业务的发展而不断发展。
目前来看，5G安全服务可以包括但不限于身份管理、身份认证、访问控制、信息保护、隐私保护、密钥管理、密码计算、电子签名等。
5G网络提供的信息安全服务，将有效降低应用层面的信息安全门槛，支撑物联网、工业4.0、互联网+等新业务、新应用的发展，有力促进大众创新和创业，带来巨大的经济效益。
电信运营商由于掌握着网络资源和用户资源，因此在提供信息安全服务方面具有先天优势。
但其他互联网业务提供商同样可以提供信息安全服务。
5G的安全服务领域有可能成为创业创新的热点。
网络安全层次
网络安全层次
网络安全层次是指在网络中为了保护网络和信息资产安全而建立的多层次的安全防护措施和技术措施。
在网络安全层次中，分为以下几个层次：
1. 网络物理层安全：网络物理层安全是指保护网络硬件设备和网络基础设施的安全，包括保护服务器、交换机、路由器等设备免受物理攻击和破坏。
2. 网络访问层安全：网络访问层安全是指对网络的访问控制和认证的安全保护，包括密码、用户身份验证、访问控制列表等技术手段。
3. 网络传输层安全：网络传输层安全是指对网络数据传输的安全保护，包括数据加密、数据完整性校验、防止数据泄露等技术手段。
4. 网络应用层安全：网络应用层安全是指对网络应用程序和服务的安全保护，包括防止恶意软件攻击、漏洞利用、数据泄露等技术手段。
5. 网络管理层安全：网络管理层安全是指对网络管理系统和网络管理员的安全保护，包括身份认证、访问控制、审计和监控等技术手段。
在不同的网络安全层次上，可以采取不同的安全防护措施和技
术手段来保护网络和信息资产的安全。
比如，物理层安全可以通过设置门禁、摄像监控等手段来防止物理攻击；访问层安全可以通过强密码、双因素认证等手段来防止未经授权的访问；传输层安全可以通过加密技术来保证数据传输的机密性；应用层安全可以通过漏洞扫描、入侵检测等手段来防止恶意软件和攻击者的攻击；管理层安全可以通过合理的权限控制、审计和监控来防止内部员工的滥用。
总之，网络安全层次是为了保护网络和信息资产安全而建立的多层次的安全防护措施和技术措施，在不同的层次上采取不同的手段来保护网络的安全。
只有全面、系统的落实网络安全措施，才能有效的保护网络和信息资产的安全。
网络安全 层次
网络安全层次网络安全是指保护计算机网络、网络系统及其中存储的数据不被非法访问、使用、破坏、泄漏、修改、干扰，以确保网络的机密性、完整性、可用性和可靠性。
网络安全具有多层次的保护机制，主要包括以下几个层次：1. 应用层安全：应用层安全是指对网络应用中的安全问题进行保护，如电子邮件、网上银行、网上购物等。
在这个层次上，要确保应用程序的安全性，防止黑客通过各种手段入侵、窃取用户信息或操控应用程序。
为实现应用层安全，需要优化应用程序的设计，加强身份认证和授权，使用安全套接层（SSL）等加密技术，以及及时修补应用程序漏洞。
2. 传输层安全：传输层安全是指通过传输层协议（如SSL/TLS）对网络连接进行安全保护。
传输层安全的主要任务是保证信息在传输过程中的机密性和完整性。
通过使用加密技术，传输层安全可以防止黑客窃取信息或对传输数据进行篡改。
此外，还可以通过数字签名来验证数据的来源和完整性。
3. 网络层安全：网络层安全是指通过网络层协议（如IPsec）保护数据在网络中传输的安全问题。
网络层安全的主要任务是建立和维护安全的网络连接，保护数据在传输过程中的机密性、完整性和可用性。
在网络层安全中，可以设置防火墙和入侵检测系统（IDS）等安全设施，以及使用虚拟专用网络（VPN）等安全技术。
4. 主机层安全：主机层安全是指对主机系统进行安全保护，包括操作系统、应用程序和相关配置的安全性。
主机层安全的主要任务是保护主机系统免受恶意软件、病毒、蠕虫等攻击，以及保障主机系统的机密性、完整性和可用性。
为实现主机层安全，应及时更新操作系统和应用程序的安全补丁，使用杀毒软件和防火墙等安全工具，以及加强主机的访问控制。
5. 物理层安全：物理层安全是指对网络设备和数据中心等物理设施进行安全保护。
物理层安全的主要任务是保护硬件设备免受物理攻击、灾难和事故的影响。
为实现物理层安全，可以采取措施如设立门禁系统、安装视频监控、加密存储介质等。
端到端网络安全的技术和应用
端到端网络安全的技术和应用一、引言随着信息技术的高速发展，网络安全问题变得更加尖锐，各种黑客攻击、病毒和恶意软件的出现，对网络安全提出了前所未有的挑战。
在网络应用中，端到端安全是一项极重要的技术，它可以有效地保护用户数据，防止其遭到篡改和泄露。
本文将从技术的角度剖析端到端网络安全的原理和应用。
二、端到端网络安全技术1. 传输层安全协议（TLS）TLS是一种安全协议，用于保证网络通信的安全，TLS在应用层和传输层之间增加了一个安全层，使用数字证书和密钥交换协议保证通信的机密性、安全性和可靠性。
TLS被广泛应用于Web 浏览器、电子邮件、VoIP等应用中，它不仅可以保证数据的安全传输，还可以防止中间人攻击和网络欺诈。
2. 虚拟私人网络（Virtual Private Network, VPN）VPN是一种在公共网络上建立安全连接的技术，它通过使用加密和隧道技术，将用户的网络流量转发到一个安全通道中，实现对数据的加密保护。
VPN的优点是可以保护数据传输的完整性和秘密性，同时提供远程访问和网络扩展的功能。
3. 匿名网络（Tor）Tor是一种匿名网络协议，它可以隐藏用户的IP地址、数据流量和地理位置，实现安全和匿名的网络连接。
Tor的原理是将用户的网络请求经过多个路由节点转发，每个节点只知道接收请求的前一个节点和需要发送请求的下一个节点，而无法知道请求的源和目的地址。
Tor被广泛应用于保护用户隐私和绕过互联网审查等用途。
三、端到端网络安全应用1. 端到端加密电子邮件端到端加密电子邮件是一种安全通信方式，它通过使用加密和数字签名技术，保障用户的隐私和邮件数据安全。
端到端加密邮件需要使用特殊的邮件客户端和加密插件，主要包括PGP、S/MIME等。
当邮件发送方将邮件加密后发送给接收方，接收方需要使用相应的解密插件进行解密，从而得到原始邮件内容。
2. 端到端加密即时通讯端到端加密即时通讯是一种安全通信方式，它通过使用加密和数字签名技术，保障用户的隐私和通讯数据安全。
互联网安全的体系架构和应用技术
互联网安全的体系架构和应用技术互联网的发展如今已经成为世界上最为重要的信息平台之一，无论是企业、政府还是个人都需要在互联网上进行交互和交流，而互联网安全的问题也越来越引起人们的重视。
所以，本文将探讨互联网安全的体系架构和应用技术，旨在提高大家的网络安全意识并加强网络安全的控制。
一、互联网安全体系架构的基础第一层：网络基础下层互联网的安全架构基础层主要是由整个网络的交换机、路由器及其他硬件设施组成，并且有很多的协议和技术组成。
要确保互联网安全在基础层以下。
我们需要对硬件和网络协议进行规范检查，保证安全性和可靠性。
第二层：网络基础中层网络基础中层是指在硬件基础架构层上，构建一套网络信息安全制度和策略，通过许多从网络流向安全传输系统和安全技术来实现网络安全。
该层的主要功能点包括网络监测、漏洞扫描、认证和鉴权等等各种功能。
此层主要是为了检测和判断所有的网络通路，防止网络黑客通过漏洞对网络做出恶意攻击。
第三层：网络应用层次网络应用层次是指互联网上的应用层，除了网络基础和硬件框架上的技术以外，网络应用层次还有很多的专用安全技术，如加密解密技术等。
此层主要是保证页面访问对于黑客和流氓分子安全，从而保证用户信息的安全、合法性和保密性，同时也可以增加网站的稳定性及良好的用户体验。
二、互联网安全的技术应用1.防火墙防火墙是一种市场上很常见的技术应用，通过阻断对网络的不正常联接或攻击达到保护网络和敏感信息的目的。
防火墙对于监控、审计、访问控制、报警等方面都有一定的应用范围。
防火墙是所有网络安全技术中的第一道防线，当攻击者或黑客尝试大规模入侵时，防火墙便会阻拦它们以保护数据安全。
2.加密技术加密技术能够保护数据在数据发送和接收过程中不被非法人员获得，从而达到防止其他人窥探和篡改数据的目的。
这种技术利用加密技术或密码学技术对敏感数据进行加密并传输，最终确保机密性和保密性。
加密技术是互联网安全的重要手段。
3.虚拟专用网络（VPN）虚拟私有网络(VPN)，是通过公共网络或互联网实现的一种专用网络通信方式。
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and QTYPEs are defined:
TYPE
value and meaning
Reference
---------- -------------------------------------- ---------
A
1 a host address
[RFC 1035]
NS
2 an authoritative name server
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SSH vs SSL
• 工作过程类似于SSL，也是通过公钥认证后双方协商产生 会话密钥（公享密钥-对称加密），然后使用会话密钥进 行加密通信，以及数据完整性服务（使用MAC）
• 区别： – 设计目标不同：主要用于安全远程登陆和FTP等服务， 防止明文口令被截取 – SSH的认证是基于主机的（需要在SSH上为用户认证 设计一种高层协议），而SSL是基于用户的
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WWW服务
• 浏览器一般只能理解基本的数据格式如 HTML、 JPEG和GIF格式，对其它的数据格式，浏览器要 通过外部程序来观察，因此其中的数据可能对系 统造成危害，攻击者经常利用http协议进行攻击 。
• www服务易受攻击的另一个原因:
– 默认情况下该服务是完全开放的，任何人都可以在任 何地方访问该服务，没有鉴别和机密性保护。
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监视控制Web站点的访问
（7）确定访问次数：访问次数指标直接影响安 全保护，也会促进安全性的提高和改善。
• 确定站点访问次数。访问次数是一个原始数字，仅 仅描述了站点上文件下载的平均数目。
• 确定站点访问者数目。得到的数据是站点上某个文 件被访问的次数。显然，将访问次数与主页文件联 系在一起时，该数字接近于某个时期内访问者数目 ，但也不是百分之百的准确。
SSH 实验
• WINDOWS 2000和LINUX下配置和使用 SSH
• OPENSSH V2.X
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DNS安全协议
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DNS脆弱性分析
• DNS高效率的设计同时也给其带来了负面 影响，那就是众多的安全性漏洞。DNS面 临的攻击包括：
• 数据包拦截攻击（packet interception attack）
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HTTP安全协议
• 可使用HTTPS（HTTP over SSL）和SHTTP（Secure HyperText Transfer Protocol）对HTTP协议数据包进行加密和 鉴别。
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SHTTP
• 安全超文本传输协议S-HTTP是EIT公司结合 HTTP 而设计的一种消息安全通信协议。SHTTP协议处于应用层，它是HTTP协议的扩展 ，它专门针对HTTP。
利用公钥加密该串
加密串 北京航空co航ok天ie大学软件学院
32位串 利用RSA私钥解密
Server
SSH 的认证过程 服务器验证客户机
Client
产生一对 RSA密钥
私钥 公钥
Client
Clinet公钥
cookie
Server
利用公钥 加密COOKIE
cookie =32位随机数
cookie
利用私钥解密cookie
cookie +Session_ID
MD5 水印
MD5 水印
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比较MD5水印和自己计算 出的值，相符则通过认证
Server
思考
SSH认证过程和数字签名的区别？
数字签名不使用cookie,客户端直接用私钥加密一个原文的散列函数 （MD5）； SSH中需要客户加密的是由服务器传递来的cookie;因此SSH认证比数字签 名中多了一次服务器向客户的加密（使用客户的公钥）传递cookie的过程， 此过程也可用来进行鉴别和抗抵赖。 Ssh认证不提供数据完整性服务，只提供主机身份认证服务；(因为ssh只 提供身份鉴别,不需要报文鉴别) 相似地方：均用私钥加密某个标识（散列或COOKIE）
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文件传输（FTP）
• 匿名FTP是ISP的一项重要服务，它允许用户通过 FTP，访问FTP服务器上的文件，而不正确的配 置将严重威胁系统的安全。FTP的使用者可能利 用这些配置上的缺陷对系统造成破坏，因此需要 保证使用它的人不会申请系统上其它的区域或文 件，也不能对系统做任意的修改。
• 基于名字的攻击（name based attack） • 信任服务器出卖（betrayal by trusted
server）
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RR
In the Internet (IN) class the following Resource Record (RR) TYPEs
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SSH • 保护TELNET和FTP
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SSH提供的服务
安全的传输层协议,提供: • 主机和服务器认证(基于公钥,可使用已有的证
RSA主机公钥 RSA服务公钥
RSA主机私钥 RSAห้องสมุดไป่ตู้务私钥
32位串
=（Session_ID的前16位）
XOR（Session_Key的前16位）
Session_ID = MD5(主机公钥模数 n || 服务 公钥模数 n || cookie)
Session_Key=（Session_ID的前16位） XOR（32位串的前16位）
书基础设施) • 机密性：在对称加密方法的秘密信道上传输
数据；（基于会话密钥传输的对称加密） • 数据完整性:使用MAC,其值由共享密钥、包序
列号和包的内容计算得到。 • 传输数据压缩功能，加快传输速度。 • 也可认为是会话北层京航安空航全天大学协软件议学院.
SSH协议工作过程
TCP连接
SSH版本版本协商 会话密钥协商
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域名服务（DNS）
• DNS采用简单的查询和应答机制，记录数 据没有保护措施，通信过程没有鉴别，因 此DNS容易成为攻击者的攻击目标或利用 它作为攻击手段。
北京航空航天大学软件学院
电子邮件（SNMP和POP3）
• E-mail在Internet上传输，在其所经过网络上的任 一系统管理员或攻击者都有可能截获和更改该邮 件，甚至伪造E-mail。因此，电子邮件和SNMP 面临的安全威胁十分突出，如E_mail欺骗、 E_mail炸弹、电子邮件携带病毒等。E_mail炸弹 可能导致邮件的溢出，而“特洛伊木马”也可携 带在邮件系统中，从而对接受者的系统造成危害 。
互作用的CGI脚本。防止外部用户执行内部指令。 • （6）使用安全协议，如HTTPS/SHTTP/IPSEC等
。 北京航空航天大学软件学院
监视控制Web站点的访问
为了防止和追踪黑客闯入和内部滥用，需要 对Web站点上的出入情况进行监视控制。 （1）服务器日常受访次数是多少？受访次数增加 了吗？ （2）用户从那里连接的？ （3）一周中哪天最忙？一天中何时最忙？ （4）服务器上哪类信息被访问？哪些页面最受欢 迎？每个目录下有多少页被访问？ （5）每个目录下有多少用户访问？访问站点的是 哪些浏览器？与站点对话的是哪种操 作系统？ （6）更多的选择哪种提交方式？
北京航空航天大学软件学院
SHTTP VS HTTPS
• S-HTTP比SSL更灵活，功能更强大，但是 实现较困难，而使用也更困难，因此现在 使用基于SSL的HTTPS要比S-HTTP要更普 遍。
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安全电子邮件
北京航空航天大学软件学院
安全电子邮件
PGP SMIME
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北京航空航天大学软件学院
北京航空航天大学软件学院
北京航空航天大学软件学院
北京航空航天大学软件学院
北京航空航天大学软件学院
北京航空航天大学软件学院
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北京航空航天大学软件学院
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[RFC 1035]
NULL
10 a null RR (EXPERIMENTAL)
• （3）不兼容问题漏洞是由不良系统集成引起。一个硬件 或软件运行时可能工作良好，一旦和其它设备集成后（例 如作为一个系统），就可能会出现问题。这类问题很难确 认，所以对每一个部件在集成进入系统之前，都必须进行 测试。
• （4）缺乏安全策略。如果用户用他们的电话号码作为口 令，无论口令授权体制如何安全都没用。必须有一个包含 所有安全必备的安全策略。
基于主机的认证
利用RSA公钥加密 基于RSA和Cookie
交互式会话
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SSH 的会话密钥协商过
程
cookie = 产生8字节随机数
Client
cookie
Server
Session_ID = MD5(主机公钥模数 n || 服务 公钥模数 n || cookie)
32位随机数=Session_key
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增强Web服务器安全特性的策略
• （1）认真配置服务器，使用它的访问和安全特性 。
• （2）可将Web服务器当作无权的用户运行。 • （3）检查驱动器和共享的权限，将系统设为只读
状态。 • （4）可将敏感文件放在基本系统中，再设二级系
统，所有的敏感数据都不向因特网开放。 • （5）检查 HTTP服务器使用的Applet脚本和客户交