计算机操作系统第九章 系统安全性

进入９０年代后，计算机网络的发展和 Internet的广泛深入应用，尤其是在金融中 的应用，推动了数据加密技术的迅速发展， 出现了如广泛应用于Internet/Intranet服务 器和客户机中的安全电子交易规程ＳＥＴ 和安全套接层ＳＳＬ规程，近几年数据加 密技术更成为人们研究的热门。
２．数据加密模型
• 从Ｂ级开始，要求具有强制存取控制和形 式化模型技术的应用。 • Ｂ３、Ａ１级进一步要求对系统中的内核 进行形式化的最高级描述和验证。 • 一个网络所能达到的最高安全等级，不超 过网络上其安全性能最低的设备（系统） 的安全等级。
• ２、ＣＣ的组成 • ＣＣ分为两部分： • 一是信息技术产品的安全功能需求定义。 这是面向用户的，用户可按照安全需求来 定义“产品的保护框架”（ＰＰ），ＣＣ 要求对ＰＰ进行评价以检查它是否能满足 对安全的要求；
• 该标准中将计算机系统的安全程度划分为８个 等级，有Ｄ1、C1、C2、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、 Ａ１、Ａ２。 • Ｄ１级安全度最低，称为安全保护欠缺级（无 密码的个人计算机系统）。 • Ｃ１级称为自由安全保护级（有密码的多用户 工作站）。 • Ｃ２级称为受控存取控制级，当前主要广泛使 用的软件，有UNIX操作系统、ORACLE数据 库系统。
二、系统安全性的内容和性质
• 1、系统安全性的内容 • 它包含三方面的内容：物理安全、逻辑安全和安 全管理。 • 物理安全---是指系统设备及相关设施所采取的物 理保护，使之免受破坏或丢失； • 安全管理---包括各种安全管理的政策和制度； • 逻辑安全---是指系统中的信息资源的安全，它包 括如下个方面： • （1）保密性 （2）完整性 （3）可用性 • （4）真实性 （5）实用性 （6）占有性
• 二是安全保证需求定义。这是面向厂商的， 厂商应根据ＰＰ文件制定产品的“安全目 标文件”（ＳＴ），ＣＣ同样要求对ＳＴ 进行评价，然后根据产品规格和ＳＴ去开 发产品。
安全功能需求包括一系列的安全功能定 义，它们是按层次式结构组织起来的，其 最高层为类（class)。ＣＣ将整个产品（系 统）的安全问题分为１１类，每一类侧重 于一个安全主题。中间层为帧（Family)， 最低层为组件（Component)。
• （一）数据加密的基本概念 数据加密技术是对系统中所有的存储和传输 的数据进行加密．数据加密技术包括：数 据加密 数据解密 数字签名 签名识别 数字证明。 １．数据加密技术的发展 密码学是一门既古老又年轻的学科，几千年 前人类就有通信保密的思想，先后出现了 易位法和置换法等加密方法．
到了１９４９年，信息论的创始人香 农论证了由传统的加密方法所获得的密文， 几乎都可以破译的．人们就开始了不断的 探索，到了２０世纪６０年代，由于电子 技术和计算机技术的发展，以及结构代数 可计算性理论学科研究成果的出现，使密 码学得到了新的发展，美国的数据加密标 准ＤＥＳ和公开密钥密码体制的推出，又 为密码学的广泛应用奠定了坚实的基础。
★系统安全性
这里所指的系统安全，是把Internet和 Intranet作为研究对象，找出所存在不安全的因 素，开发出可用于保障Intranet安全和在Internet 上开展电子商务活动的安全协议和软件。
一、引言
• 系统的安全性可以包括狭义安全概念和广 义安全概念。 • 狭义安全---主要是对外部攻击的防范； • 广义安全---主要是保障系统中数据的保密 性、完整性和可用性。 • 当前主要是使用广义概念。
４、对远程通信的威胁 （１）被动攻击方式：对有线信道，攻击者在通信 线路上搭接，截获在线路上传输的信息，以了解 其中的内容或数据的性质． （２）主动攻击方式：此方式危害更大．攻击者不 仅要截获在线路上传输的信息，还要冒充合法用 户，对网络中的数据进行修改、删除或者创建虚 假数据．攻击者主要是通过对网络中各类结点中 的软件和数据加以修改来实现的，这些结点是主 机、路由器或各种交换器。
保障计算机系统的安全性，涉及到许多 方面，有工程问题、经济问题、技术问题、 管理问题，有时甚至涉及到国家的立法问 题。这里所将的仅包括保障计算机系统安 全的基本技术（人证技术、访问控制技术、 密码技术、数字签名技术、防火墙技术等。
四、数据加密技术
• 数据加密技术主要集中在： • 一是以密码学为基础来研究各种加密措施 （保密密钥算法、公开密钥算法）； • 二是以计算机网络（Internet、Intranet）为 对象的通信安全研究。明文P 加密算法 Ｅke干扰 密 文干扰
解密算法 Ｄkd
明文P
加密钥匙Ｋe
解密钥匙Ｋd
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一个数据加密模型，通常有四部分组成： （１）明文－－被加密的文本Ｐ； （２）密文－－加密后的文本Ｙ； （３）加密（解密）算法Ｅ（Ｄ），通常 是公式 规则或程序； • （４）密钥－－是加密和解密算法中的关 键参数。
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2、系统安全的性质 多面性 动态性 层次性 适度性 （一）对系统安全威胁的类型 假冒 数据截取 拒绝服务 修改 伪造 否 认 中断 通信量分析 （二）对各类资源的威胁 1、对硬件的威胁 电源掉电 设备故障和丢失 2、对软件的威胁 删除软件 拷贝软件 恶意修改
• 3 对数据的威胁 （１）窃取机密信息 （２）破坏数据的可用性 （３）破坏数据的完整性
• 三、信息技术安全评价公共准则 为了能有效地以工业化方式构造可信任 的安全产品，国际标准化组织才采纳了美、 英国提出的“信息技术安全评价公共准则 （ＣＣ）”作为国际标准．ＣＣ为相互独 立的机构对相应信息技术安全产品进行评 价提供了可比性．
１.ＣＣ的由来 • 对一个安全产品（系统）进行评估，是件十分复 杂的事．它对公正性和一致性要求很严．因此， 需要一个能被广泛接受的评估标准．为此，美国 国防部在８０年代中期制订了一组计算机系统安 全需求标准，共包括２０多个文件，每个文件都 使用彼此不同颜色的封面，统称“彩虹系 列”．其中最核心的是具有橙色封皮的“可信任 计算机系统评价标准（ＴＣＳＥＣ），简称为” 橙色书“．