信息安全课程习题及参考答案.docx
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信息安全课程习题及参考答案
综合习题
一、选择题
1.计算机网络是地理上分散的多台（C）遵循约定的通信协议，通过软硬件互联的系统。
A.计算机B.主从计算机
C.自主计算机D.数字设备
2.密码学的目的是（C）。
A.研究数据加密B.研究数据解密
C.研究数据保密D.研究信息安全
3.假设使用一种加密算法，它的加密方法很简单：
将每一个字母加5，即a加密成f。
这种算法的密钥就是5，那么它属于（A）。
A.对称加密技术B.分组密码技术
C.公钥加密技术D.单向函数密码技术
4.网络安全最终是一个折衷的方案，即安全强度和安全操作代价的折衷，除增加安全设施投资外，还应考虑（D）。
A.用户的方便性B.管理的复杂性
C.对现有系统的影响及对不同平台的支持
D.上面3项都是
5．A方有一对密钥（KA公开，KA秘密），B方有一对密钥（KB公开，KB秘密），A方向B方发送
数字签名M，对信息M加密为：
M’=KB公开（KA秘密（M））。
B方收到密文的解密方案是
（C）。
A.KB公开（KA秘密（M’））B.KA公开（KA公开（M’））
C.KA公开（KB秘密（M’））D.KB秘密（KA秘密（M’））
6.“公开密钥密码体制”的含义是（C）。
A.将所有密钥公开B.将私有密钥公开，公开密钥保密
C.将公开密钥公开，私有密钥保密D.两个密钥相同
二、填空题
1．密码系统包括以下4个方面：
明文空间、密文空间、密钥空间和密码算法。
2．解密算法D是加密算法E的逆运算。
3．常规密钥密码体制又称为对称密钥密码体制，是在公开密钥密码体制以前使用的密码体制。
4．如果加密密钥和解密密钥相同，这种密码体制称为对称密码体制。
5．DES算法密钥是64位，其中密钥有效位是56位。
6．RSA算法的安全是基于分解两个大素数的积的困难。
7．公开密钥加密算法的用途主要包括两个方面：
密钥分配、数字签名。
8．消息认证是验证信息的完整性，即验证数据在传送和存储过程中是否被篡改、重放或延迟等。
9．MAC函数类似于加密，它于加密的区别是MAC函数不可逆。
10．Hash函数是可接受变长数据输入，并生成定长数据输出的函数。
三、问答题
1．简述主动攻击与被动攻击的特点，并列举主动攻击与被动攻击现象。
主动攻击是攻击者通过网络线路将虚假信息或计算机病毒传入信息系统内部，破坏信息的真实性、完整性及系统服务的可用性，即通过中断、伪造、篡改和重排信息内容造成信息破坏，使系统无法正常运行。
被动攻击是攻击者非常截获、窃取通信线路中的信息，使信息保密性遭到破坏，信息泄露而无法察觉，给用户带来巨大的损失。
2．简述对称密钥密码体制的原理和特点。
对称密钥密码体制，对于大多数算法，解密算法是加密算法的逆运算，加密密钥和解密密钥相同，同属一类的加密体制。
它保密强度高但开放性差，要求发送者和接收者在安全通信之前，需要有可靠的密钥信道传递密钥，而此密钥也必须妥善保管。
3．具有N个节点的网络如果使用公开密钥密码算法，每个节点的密钥有多少？
网络中的密钥共有多少？
每个节点的密钥是2个，网络中的密钥共有2N个。
4.对称密码算法存在哪些问题？
适用于封闭系统，其中的用户是彼此相关并相互信任的，所要防范的是系统外攻击。
随
着开放网络环境的安全问题日益突出，而传统的对称密码遇到很多困难：
密钥使用一段时间后需要更换，而密钥传送需要可靠的通道；在通信网络中，若所有用户使用相同密钥，则失去保密意义；若使用不同密钥N个人之间就需要N（N-1）/2个密钥，密钥管理困难。
无法满足不相识的人之间私人谈话的保密性要求。
对称密钥至少是两人共享，不带有个人的特征，因此不能进行数字签名。
5.IDEA是对称加密算法还是非对称加密算法？
加密密钥是多少位？
IDEA是一种对称密钥算法，加密密钥是128位。
6.什么是序列密码和分组密码？
序列密码是一种对明文中的单个位（有时对字节）运算的算法。
分组密码是把明文信息
分割成块结构，逐块予以加密和解密。
块的长度由算法设计者预先确定。
7.简述公开密钥密码机制的原理和特点？
公开密钥密码体制是使用具有两个密钥的编码解码算法，加密和解密的能力是分开的；
这两个密钥一个保密，另一个公开。
根据应用的需要，发送方可以使用接收方的公开密钥加密消息，或使用发送方的私有密钥签名消息，或两个都使用，以完成某种类型的密码编码解码功能。
8.什么是MD5？
MD消息摘要算法是由Rivest提出，是当前最为普遍的Hash算法，MD5是第5个版本，
该算法以一个任意长度的消息作为输入，生成128位的消息摘要作为输出，输入消息是按512位的分组处理的。
第二章安全问题概述
一、选择题
1.信息安全的基本属性是（D）。
A.机密性B.可用性
C.完整性D.上面3项都是
2.“会话侦听和劫持技术”是属于（B）的技术。
A.密码分析还原B.协议漏洞渗透
C.应用漏洞分析与渗透D.DOS攻击
3.对攻击可能性的分析在很大程度上带有（B）。
A.客观性B.主观性
C.盲目性D.上面3项都不是
4.从安全属性对各种网络攻击进行分类，阻断攻击是针对（B）的攻击。
A.机密性B.可用性C.完整性D.真实性
5.从安全属性对各种网络攻击进行分类，截获攻击是针对（A）的攻击。
A.机密性B.可用性C.完整性D.真实性
6.从攻击方式区分攻击类型，可分为被动攻击和主动攻击。
被动攻击难以（C），然而（C）这些攻击是可行的；主动攻击难以（C），然而（C）这些攻击是可行的。
A.阻止,检测,阻止,检测B.检测,阻止,检测,阻止
C.检测,阻止,阻止,检测D.上面3项都不是
7.窃听是一种（A）攻击，攻击者（A）将自己的系统插入到发送站和接收站之间。
截获是一种（A）攻击，攻击者（A）将自己的系统插入到发送站和接受站之间。
A.被动,无须,主动,必须B.主动,必须,被动,无须
C.主动,无须,被动,必须D.被动,必须,主动,无须
8.拒绝服务攻击的后果是（E）。
A.信息不可用B.应用程序不可用
C.系统宕机D.阻止通信E.上面几项都是
9.机密性服务提供信息的保密，机密性服务包括（D）。
A.文件机密性B.信息传输机密性
C.通信流的机密性D.以上3项都是
10．最新的研究和统计表明，安全攻击主要来自（B）。
A.接入网B.企业内部网C.公用IP网D.个人网
11．攻击者用传输数据来冲击网络接口，使服务器过于繁忙以至于不能应答请求的攻击方
式是（A）。
A.拒绝服务攻击B.地址欺骗攻击
C.会话劫持D.信号包探测程序攻击
12．攻击者截获并记录了从A到B的数据，然后又从早些时候所截获的数据中提取出信息
重新发往B称为（D）。
A.中间人攻击B.口令猜测器和字典攻击
C.强力攻击D.回放攻击
二、问答题
1.请解释5种“窃取机密攻击”方式的含义。
1）网络踩点（Footprinting）
攻击者事先汇集目标的信息，通常采用Whois、Finger、Nslookup、Ping等工具获得目标的一些信息，如域名、IP地址、网络拓扑结构、相关的用户信息等，这往往是黑客入侵所做的第一步工作。
2）扫描攻击（Scanning）
这里的扫描主要指端口扫描，通常采用Nmap等各种端口扫描工具，可以获得目标计算
机的一些有用信息，比如机器上打开了哪些端口，这样就知道开设了哪些网络服务。
黑客
就可以利用这些服务的漏洞，进行进一步的入侵。
这往往是黑客入侵所做的第二步工作。
3）协议栈指纹（StackFingerprinting）鉴别（也称操作系统探测）
黑客对目标主机发出探测包，由于不同OS厂商的IP协议栈实现之间存在许多细微差别，
因此每种OS都有其独特的响应方法，黑客经常能够确定目标主机所运行的OS。
这往往也可
以看作是扫描阶段的一部分工作。
4）信息流嗅探（Sniffering）
通过在共享局域网中将某主机网卡设置成混杂（Promiscuous）模式，或在各种局域网
中某主机使用ARP欺骗，该主机就会接收所有经过的数据包。
基于这样的原理，黑客可以
使用一个嗅探器（软件或硬件）对网络信息流进行监视，从而收集到帐号和口令等信息。
这是黑客入侵的第三步工作。
5）会话劫持（SessionHijacking）
所谓会话劫持，就是在一次正常的通信过程中，黑客作为第三方参与到其中，或者是
在数据流里注射额外的信息，或者是将双方的通信模式暗中改变，即从直接联系变成交由
黑客中转。
这种攻击方式可认为是黑客入侵的第四步工作——真正的攻击中的一种。
2.请解释5种“非法访问”攻击方式的含义。
1）口令破解
攻击者可以通过获取口令文件然后运用口令破解工具进行字典攻击或暴力攻击来获得
口令，也可通过猜测或窃听等方式获取口令，从而进入系统进行非法访问，选择安全的口
令非常重要。
这也是黑客入侵中真正攻击方式的一种。
2）IP欺骗
攻击者可通过伪装成被信任源IP地址等方式来骗取目标主机的信任，这主要针对Linux
UNIX下建立起IP地址信任关系的主机实施欺骗。
这也是黑客入侵中真正攻击方式的一种。
3）DNS欺骗
当DNS服务器向另一个DNS服务器发送某个解析请求（由域名解析出IP地址）时，因
为不进行身份验证，这样黑客就可以冒充被请求方，向请求方返回一个被篡改了的应答（IP
地址），将用户引向黑客设定的主机。
这也是黑客入侵中真正攻击方式的一种。
4）重放（Replay）攻击
在消息没有时间戳的情况下，攻击者利用身份认证机制中的漏洞先把别人有用的消息
记录下来，过一段时间后再发送出去。
5）特洛伊木马（TrojanHorse）
把一个能帮助黑客完成某一特定动作的程序依附在某一合法用户的正常程序中，而一
旦用户触发正常程序，黑客代码同时被激活，这些代码往往能完成黑客早已指定的任务（如
监听某个不常用端口，假冒登录界面获取帐号和口令等）。
3.请解释下列各种“恶意攻击DoS”的方式：
PingofDeath、Teardrop、SYNFlood、LandAttack、SmurfAttack、DDoS攻击
1）PingofDeath
在早期操作系统TCP/IP协议栈实现中，对单个IP报文的处理过程中通常是设置有一定
大小的缓冲区（65535Byte），以应付IP分片的情况。
接收数据包时，网络层协议要对IP分
片进行重组。
但如果重组后的数据报文长度超过了IP报文缓冲区的上限时，就会出现溢出
现象，导致TCP/IP协议栈的崩溃。
2）泪滴（Teardrop）
协议栈在处理IP分片时，要对收到的相同ID的分片进行重组，这时免不了出现一些重
叠现象，分片重组程序要对此进行处理。
对一个分片的标识，可以用offset表示其在整个包
中的开始偏移，用end表示其结束偏移。
对于其他一些重叠情况，分片重组程序都能很好地
处理，但对于一种特殊情况，分片重组程序就会出现致命失误，即第二个分片的位置整个
包含在第一个分片之内。
分片重组程序中，当发现offset2小于end1时，会将offset2调整到和end1相同，然后更改
len2：
len2=end2-offset2，在这里，分片重组程序想当然地认为分片2的末尾偏移肯定是大
于其起始偏移的，但在这种情况下，分片2的新长度len2变成了一个负值，这在随后的处理
过程中将会产生致命的操作失误。
3）SYNFlood
一个正常的TCP连接，需要经过三次握手过程才能真正建立。
但是如果客户端不按常
规办事（假定源IP根本就是一个不会产生响应的虚假地址），并不向服务器最终返回三次
握手所必须的ACK包，这种情况下服务器对于未完成连接队列中的每个连接表项都设置一
个超时定时器，一旦超时时间到，则丢弃该表项。
但黑客并不会只发送一次这样的SYN包，如果他源源不断发送，每个SYN包的源IP都
是随机产生的一些虚假地址（导致受害者不可能再进行IP过滤或追查攻击源），受害者的
目标端口未完成队列就不断壮大，因为超时丢弃总没有新接收的速度快，所以直到该队列
满为止，正常的连接请求将不会得到响应。
4）LandAttack
如果向Windows95的某开放端口（例如139端口）发送一个包含SYN标识的特殊的TCP
数据包，将导致目标系统立即崩溃。
做法很简单，就是设置该SYN包的源IP为目标主机的
IP，源端口为目标主机受攻击的端口。
5）SmurfAttack
黑客以受害主机的名义向某个网络地址发送ICMPecho请求广播，收到该ICMPecho请求的网络中的所有主机都会向“无辜”的受害主机返回ICMPecho响应，使得受害主机应接不暇，导致其对正常的网络应用拒绝服务。
6）DDoS攻击
DDoS攻击是DoS攻击的一种延伸，它之所以威力巨大，是因为其协同攻击的能力。
黑客使用DDoS工具，往往可以同时控制成百上千台攻攻击源，向某个单点目标发动攻击，它还可以将各种传统的DoS攻击手段结合使用。
4.了解下列各种攻击方式：
UDPFlood、FraggleAttack、电子邮件炸弹、缓冲区溢出攻击、社交工程
1）UDPFlood
有些系统在安装后，没有对缺省配置进行必要的修改，使得一些容易遭受攻击的服务端口对外敞开着。
Echo服务（TCP7和UDP7）对接收到的每个字符进行回送；Chargen（TCP19和UDP19）对每个接收到的数据包都返回一些随机生成的字符（如果是与Chargen服务在TCP19端口建立了连接，它会不断返回乱字符直到连接中断）。
黑客一般会选择两个远程目标，生成伪造的UDP数据包，目的地是一台主机的Chargen服务端口，来源地假冒为另一台主机的Echo服务端口。
这样，第一台主机上的Chargen服务返回的随机字符就发送给第二台主机的Echo服务了，第二台主机再回送收到的字符，如此反复，最终导致这两台主机应接不暇而拒绝服务，同时
造成网络带宽的损耗。
2）FraggleAttack
它对SmurfAttack做了简单的修改，使用的是UDP应答消息而非ICMP。
3）电子邮件炸弹
黑客利用某个“无辜”的邮件服务器，持续不断地向攻击目标（邮件地址）发送垃圾邮件，很可能“撑破”用户的信箱，导致正常邮件的丢失。
4）缓冲区溢出攻击
十多年来应用非常广泛的一种攻击手段，近年来，许多著名的安全漏洞都与缓冲区溢出有关。
所谓缓冲区溢出，就是由于填充数据越界而导致程序原有流程的改变，黑客借此精心构造填充数据，让程序转而执行特殊的代码，最终获得系统的控制权。
5）社交工程（SocialEngineering）
一种低技术含量破坏网络安全的有效方法，但它其实是高级黑客技术的一种，往往使得处在看似严密防护下的网络系统出现致命的突破口。
这种技术是利用说服或欺骗的方式，让网络内部的人（安全意识薄弱的职员）来提供必要的信息，从而获得对信息系统的访问。
5.课外查阅：
TCP/IP中各个协议的安全问题
6.请解释下列网络信息安全的要素：
保密性、完整性、可用性、可存活性
第三章安全体系结构与模型
一、选择题
1.网络安全是在分布网络环境中对（D）提供安全保护。
A.信息载体B.信息的处理、传输
C.信息的存储、访问D.上面3项都是
2.ISO7498-2从体系结构观点描述了5种安全服务，以下不属于这5种安全服务的是（B）。
A.身份鉴别B.数据报过滤
C.授权控制D.数据完整性
3.ISO7498-2描述了8种特定的安全机制，以下不属于这8种安全机制的是（A）。
A.安全标记机制B.加密机制
C.数字签名机制D.访问控制机制
4.用于实现身份鉴别的安全机制是（A）。
A.加密机制和数字签名机制
B.加密机制和访问控制机制
C.数字签名机制和路由控制机制
D.访问控制机制和路由控制机制
5.在ISO/OSI定义的安全体系结构中，没有规定（E）。
A.对象认证服务B.数据保密性安全服务
C.访问控制安全服务D.数据完整性安全服务
E.数据可用性安全服务
6.ISO定义的安全体系结构中包含（B）种安全服务。
A.4B.5C.6D.7
7.（D）不属于ISO/OSI安全体系结构的安全机制。
A.通信业务填充机制B.访问控制机制
C.数字签名机制D.审计机制E.公证机制
8.ISO安全体系结构中的对象认证服务，使用（B）完成。
A.加密机制B.数字签名机制
C.访问控制机制D.数据完整性机制
9.CA属于ISO安全体系结构中定义的（D）。
A.认证交换机制B.通信业务填充机制
C.路由控制机制D.公证机制
10.数据保密性安全服务的基础是（D）。
A.数据完整性机制B.数字签名机制
C.访问控制机制D.加密机制
11.可以被数据完整性机制防止的攻击方式是（D）。
A.假冒源地址或用户的地址欺骗攻击
B.抵赖做过信息的递交行为
C.数据中途被攻击者窃听获取
D.数据在途中被攻击者篡改或破坏
二、填空题
1．GB/T9387.2-1995定义了5大类安全服务，提供这些服务的8种安全机制以及相应的开放系统互连的安全管理，并可根据具体系统适当地配置于OSI模型的七层协议中。
2．P2DR的含义是：
策略、保护、探测、反应。
三、问答题
1.列举并解释ISO/OSI中定义的5种标准的安全服务。
（1）鉴别
用于鉴别实体的身份和对身份的证实，包括对等实体鉴别和数据原发鉴别两种。
（2）访问控制
提供对越权使用资源的防御措施。
（3）数据机密性
针对信息泄露而采取的防御措施。
分为连接机密性、无连接机密性、选择字段机密性、通信业务流机密性四种。
（4）数据完整性
防止非法篡改信息，如修改、复制、插入和删除等。
分为带恢复的连接完整性、无恢复的连接完整性、选择字段的连接完整性、无连接完整性、选择字段无连接完整性五种。
（5）抗否认
是针对对方否认的防范措施，用来证实发生过的操作。
包括有数据原发证明的抗否认和有交付证明的抗否认两种。
2.了解ISO/OSI中定义的8种特定的安全机制以及各种安全机制和安全服务的关系。
安全服务可以单个使用，也可以组合起来使用，上述的安全服务可以借助以下的安全机制来实现：
（1）加密机制：
借助各种加密算法对存储和传输的数据进行加密；
（2）数字签名：
使用私钥签名，公钥进行证实；
（3）访问控制机制：
根据访问者的身份和有关信息，决定实体的访问权限；
（4）数据完整性机制：
判断信息在传输过程中是否被篡改过；
（5）鉴别交换机制：
用来实现对等实体的鉴别；
（6）通信业务填充机制：
通过填充冗余的业务流量来防止攻击者对流量进行分析；
（7）路由选择控制机制：
防止不利的信息通过路由，如使用网络层防火墙；
（8）公证机制：
由第三方参与数字签名，它基于通信双方对第三方都绝对相信。
OSI安全服务与安全机制的关系
3.解释PPDR模型的四个阶段的含义。
1.Policy（安全策略）
根据风险分析产生的安全策略描述了系统中哪些资源要得到保护，以及如何实现对它们的保护等，它是PPDR安全模型的核心。
2.Protection（防护）
修复系统漏洞、正确设计开发和安装系统；定期检查发现可能存在的系统脆弱性；教育让用户和操作员正确使用系统；访问控制、监视来防止恶意威胁。
3.Detection（检测）
检测是动态响应和加强防护的依据，也是强制落实安全策略的有力工具，通过不断检测和监控网络和系统，来发现新的威胁和弱点，通过循环反馈来及时做出有效的响应。
4.Response（响应）
在安全系统中占有最重要的地位，是解决安全潜在性问题的最有效的办法，从某种意义上讲，安全问题就是要解决紧急响应和异常处理问题。
防护、检测和响应组成了一个完整的、动态的安全循环，在安全策略的指导下保证信息系统的安全。
4.解释PPDR模型中的各个时间关系。
信息系统的安全是基于时间特性的，PPDR安全模型的特点就在于动态性和基于时间的特性。
下面先定义几个时间值：
攻击时间Pt：
表示黑客从开始入侵到侵入系统的时间（对系统而言就是保护时间）。
高水平的入侵和安全薄弱的系统都能使Pt缩短。
检测时间Dt：
入侵者发动入侵开始，到系统能够检测到入侵行为所花费的时间。
适当的防护措施可以缩短Dt。
响应时间Rt：
从检测到系统漏洞或监控到非法攻击到系统能够做出响应的时间。
系统暴露时间Et=Dt+Rt-Pt。
如果Et小于等于0，那么基于PPDR模型，认为系统是安全的。
安全的目标实际上就是尽可能增大保护时间，尽量减少检测时间和响应时间。
5.了解五层网络安全体系中各层安全性的含义。
1.网络层的安全性
核心问题在于网络是否得到控制，即是否任何一个IP地址来源的用户都能进入网络。
用于解决网络层安全性问题的产品主要有防火墙和VPN（虚拟专用网）。
防火墙的主要目的在于判断来源IP，将危险或XX的IP数据拒之于系统之外。
VPN主要解决的是数据传输的安全问题，其目的在于保证公司内部的敏感关键数据能够安全地借助公共网络进行频繁地交换。
2.系统的安全性
病毒对于网络的威胁：
病毒的主要传播途径已经变成了网络，电子邮件、小应用程序、控件、文档文件都能传播病毒。
黑客对于网络的破坏和入侵：
主要目的在于窃取数据和非法修改系统。
其手段之一是窃取合法用户的口令，手段之二是利用网络OS的某些合法但不为系统管理员和合法用户所熟知的操作指令，很多这些指令都有安全漏洞。
3.用户的安全性
首先应该对用户进行针对安全性的分组管理；其次应该考虑的是强有力的身份认证，确保用户的密码不被他人猜测到。
用户只要输入一个密码，系统就能自动识别用户的安全级别，从而使用户进入不同的应用层次。
这种单点登录体系（Single-SignOn，SSO）要比多重登录体系能够提供更大的系统安全性。
4.应用程序的安全性
是否只有合法的用户才能够对特定的数据进行合法的操作？
一是应用程序对数据的合法权限，二是应用程序对用户的合法权限。
5.数据的安全性
机密数据是否还处于机密状态？
（加密处理）
上述的五层安全体系并非孤立分散。
（类比）
6.解释六层网络安全体系中各层安全性的含义。
1.物理安全
防止物理通路的损坏、窃听和攻击（干扰等），保证物理安全是整个网络安全的前提，包括环境安全、设备安全和媒体安全三个方面。
2.链路安全
保证通过网络链路传送的数据不被窃听，主要针对公用信道的传输安全。
在公共链路上采用一定的安全手段可以保证信息传输的安全，对抗通信链路上的窃听、篡改、重放、流量分析等攻击。
3.网络级安全
需要从网络架构（路由正确）、网络访问控制（防火墙、安全网关、VPN）、漏洞扫描、
网络监控与入侵检测
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