谈《计算机网络安全》课程安全编程设计
最后更新时间：2024-03-13
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论文导读：
摘要：网络信息传输安全要求保证信息的身份认证性、完整性、机密性，主要通过TCP/IP上增加安全协议实现，具有一定的安全开发能力可以让开发者的网络应用系统更安全，也是高层次网络安全人员应该具有的能力。该文通过协作完成基于CryptoAPI和OpenSSL安全库的开发项目，提高学生对安全协议的理解。
关键词：CryptoAPI；OpenSSL；安全协议
1009-3044（2014）23-5421-03
1 安全基础
计算机网络安全涉及计算机和网络，综合给出其定义：“保护计算机网络系统中的硬件、软件及其数据不受偶然或恶意理由而遭到破坏、更改、泄露，保障系统连续可靠地正常运转，网络服务不中断”，也即满足安全三元组认证性、完整性、机密性，以及不可否认性、抗抵赖性。信息遭受侵害的理由主要有两大方面，计算机系统技术和网络传输技术，对于计算机系统来说，各种系统内资源访问，共享是系统可用、高效的基础，但是又可能被恶意代码利用，如各种木马、病毒等；对于传输通信来说，会发生诸如信息窃听、篡改、重放、假冒等攻击，很大理由是由于TCP/IP协议本身的漏洞引起，而当前应用又必须建立在TCP/IP协议基础之上，可以采取协议各层次上加入身份认证防止假冒、完整性验证防止篡改、数字签名抗抵赖、加密防止窃听等。在实际的应用当中，一般采用防火墙、入侵检测系统、病毒检测技术等提高网络系统的安全性，采用SSL安全协议，IPSec安全协议，PKI公钥基础设施，PGP电子邮件安全等安全协议来提升TCP/IP协议的安全性。
2 教学目前状况
在网络安全的教学过程中，安全相关概念，基本原理，安全服务和机制的介绍，信息安全学基础，安全管理，安全配置等内容占据了课程大量的课时，对于课时不是足够多的学校，网络安全课程涉及的编程内容较少或者干脆不涉及，专门开设安全编程课程的高校较少。本校安全相关课程有信息安全基础和计算机网络安全两门课程，因此可以在计算机网络安全课程中对安全编程进行一些了解与实践。
从技术上来说，安全理由主要由系统和网络引起，因此针对安全的编程也可以分为两大类型，针对系统的安全编程可归结为恶意代码及其防治，主要内容包括系统编程，注册表操作，日志记录分析，操作系统，系统软件安全等内容，如缓冲区溢出，病毒，远程制约技术，浏览器安全等；针对网络传输安全的编程主要基于学与安全协议进行，目前开发趋于标准化，对于关注应用的人员来说可以从底层算法解脱出来，掌握一些实用的安全编程工具对提高安全编程能力显得很重要。
即使对于不从事开发工作的人，通过学习安全编程提高安全能力，也是很有好处的，使用工具过于浮浅，难以深入了解，难以跟上技术变化，而且工具的深入应用也需要扎实的基础，只是学习原理又显得有些枯燥和抽象。通过在已有库的基础上，手工组合模块或集成式的开发，可以加深对基本原理的理解，又不用花费大量时间精力于底层算法，适合于各种编程基础的学习者。
3 常见安全开发包
网络安全开发包的种类很多，实现功能也千差万别，下面介绍一些常见的网络安全开发包：
1） CryptoAPI： Microsoft提供的加密应用程序接口（Cryptography API），可以方便地在应用程序中加入强大的加密功能，而不必考虑基本的算法。CryptoAPI共有五部分组成：简单消息函数（Simplified Message Functions）、低层消息函数（Low-level Message Functions）、基本加密函数（Base Cryptographic Functions）、证书编解码函数（Certificate Encode/Decode Functions）和证书库管理函数（Certificate Store Functions）。其中前三者可用于对敏感信息进行加密或签名处理，可保证网络传输信息的私有性；后两者通过对证书的使用，可保证网络信息交流中的认证性。
2） OpenSSL： OpenSSL 是一个强大的安全套接字层库，《计算机网络安全》课程的安全编程设计由专注毕业论文与职称论文的www.7ctime.com提供,转载请保留.囊括主要的算法、常用的密钥和证书封装管理功能及SSL协议，并提供丰富的应用程序供测试或其它目的使用。SSL协议提供的安全信道有三个特性：保密性、完整性、安全验证。Apache使用它加密HTTPS，OpenSSH使用它加密SSH，它是一个多用途的、跨平台的工具。OpenSSL采用C语言作为开发语言，这使得OpenSSL具有优秀的跨平台性能，OpenSSL支持Linux、Windows、BSD、Mac、VMS等平台，这使得OpenSSL应用广泛。OpenSSL整个软件包大概可以分成三个主要的功能部分：SSL协议库、命令行应用程序以及算法库，其中算法使用了EVP封装了加密算法，提供统一的接口，大大提高了开发效率和代码的可重用性能。
3） CryptoAPI++： 采用标准C++编写而成，实现了多种公开密钥加密算法、对称加密算法、数字签名算法、信息摘要算法以及其它相关算法，适用于常用的操作系统和开发平台，实现功能比CryptoAPI少一些。
4） Cryptix： Sun公司发布的采用ja语言的关于JCE（Ja Cryptography Extension）的开放源码的API实现
5） 网络数据包捕获开发包Libpcap和Winpcap： libpcap是unix/linux平台下的网络数据包捕获函数包，大多数网络监控软件都以它为基础，Winpcap是libpcap的Windows版本。
6） Libnids： Libnids是一个用于网络入侵检测开发的专业编程接口，它使用了Libpcap所以它具有捕获数据包的功能。同时，Libnids提供了TCP数据流重组功能，所以对于分析基于TCP协议的各种协议Libnids都能胜任.Libnids还提供了对IP分片进行重组的功能，以及端口扫描检测和论文导读：异常数据包检测功能。《计算机网络安全》课程的安全编程设计论文资料由论文网www.7ctime.com提供,转载请保留地址.上一页12
异常数据包检测功能。《计算机网络安全》课程的安全编程设计论文资料由论文网www.7ctime.com提供,转载请保留地址.
摘要：网络信息传输安全要求保证信息的身份认证性、完整性、机密性，主要通过TCP/IP上增加安全协议实现，具有一定的安全开发能力可以让开发者的网络应用系统更安全，也是高层次网络安全人员应该具有的能力。该文通过协作完成基于CryptoAPI和OpenSSL安全库的开发项目，提高学生对安全协议的理解。
关键词：CryptoAPI；OpenSSL；安全协议
1009-3044（2014）23-5421-03
1 安全基础
计算机网络安全涉及计算机和网络，综合给出其定义：“保护计算机网络系统中的硬件、软件及其数据不受偶然或恶意理由而遭到破坏、更改、泄露，保障系统连续可靠地正常运转，网络服务不中断”，也即满足安全三元组认证性、完整性、机密性，以及不可否认性、抗抵赖性。信息遭受侵害的理由主要有两大方面，计算机系统技术和网络传输技术，对于计算机系统来说，各种系统内资源访问，共享是系统可用、高效的基础，但是又可能被恶意代码利用，如各种木马、病毒等；对于传输通信来说，会发生诸如信息窃听、篡改、重放、假冒等攻击，很大理由是由于TCP/IP协议本身的漏洞引起，而当前应用又必须建立在TCP/IP协议基础之上，可以采取协议各层次上加入身份认证防止假冒、完整性验证防止篡改、数字签名抗抵赖、加密防止窃听等。在实际的应用当中，一般采用防火墙、入侵检测系统、病毒检测技术等提高网络系统的安全性，采用SSL安全协议，IPSec安全协议，PKI公钥基础设施，PGP电子邮件安全等安全协议来提升TCP/IP协议的安全性。
2 教学目前状况
在网络安全的教学过程中，安全相关概念，基本原理，安全服务和机制的介绍，信息安全学基础，安全管理，安全配置等内容占据了课程大量的课时，对于课时不是足够多的学校，网络安全课程涉及的编程内容较少或者干脆不涉及，专门开设安全编程课程的高校较少。本校安全相关课程有信息安全基础和计算机网络安全两门课程，因此可以在计算机网络安全课程中对安全编程进行一些了解与实践。
从技术上来说，安全理由主要由系统和网络引起，因此针对安全的编程也可以分为两大类型，针对系统的安全编程可归结为恶意代码及其防治，主要内容包括系统编程，注册表操作，日志记录分析，操作系统，系统软件安全等内容，如缓冲区溢出，病毒，远程制约技术，浏览器安全等；针对网络传输安全的编程主要基于学与安全协议进行，目前开发趋于标准化，对于关注应用的人员来说可以从底层算法解脱出来，掌握一些实用的安全编程工具对提高安全编程能力显得很重要。
即使对于不从事开发工作的人，通过学习安全编程提高安全能力，也是很有好处的，使用工具过于浮浅，难以深入了解，难以跟上技术变化，而且工具的深入应用也需要扎实的基础，只是学习原理又显得有些枯燥和抽象。通过在已有库的基础上，手工组合模块或集成式的开发，可以加深对基本原理的理解，又不用花费大量时间精力于底层算法，适合于各种编程基础的学习者。
3 常见安全开发包
网络安全开发包的种类很多，实现功能也千差万别，下面介绍一些常见的网络安全开发包：
1） CryptoAPI： Microsoft提供的加密应用程序接口（Cryptography API），可以方便地在应用程序中加入强大的加密功能，而不必考虑基本的算法。CryptoAPI共有五部分组成：简单消息函数（Simplified Message Functions）、低层消息函数（Low-level Message Functions）、基本加密函数（Base Cryptographic Functions）、证书编解码函数（Certificate Encode/Decode Functions）和证书库管理函数（Certificate Store Functions）。其中前三者可用于对敏感信息进行加密或签名处理，可保证网络传输信息的私有性；后两者通过对证书的使用，可保证网络信息交流中的认证性。
2） OpenSSL： OpenSSL 是一个强大的安全套接字层库，《计算机网络安全》课程的安全编程设计由专注毕业论文与职称论文的www.7ctime.com提供,转载请保留.囊括主要的算法、常用的密钥和证书封装管理功能及SSL协议，并提供丰富的应用程序供测试或其它目的使用。SSL协议提供的安全信道有三个特性：保密性、完整性、安全验证。Apache使用它加密HTTPS，OpenSSH使用它加密SSH，它是一个多用途的、跨平台的工具。OpenSSL采用C语言作为开发语言，这使得OpenSSL具有优秀的跨平台性能，OpenSSL支持Linux、Windows、BSD、Mac、VMS等平台，这使得OpenSSL应用广泛。OpenSSL整个软件包大概可以分成三个主要的功能部分：SSL协议库、命令行应用程序以及算法库，其中算法使用了EVP封装了加密算法，提供统一的接口，大大提高了开发效率和代码的可重用性能。
3） CryptoAPI++： 采用标准C++编写而成，实现了多种公开密钥加密算法、对称加密算法、数字签名算法、信息摘要算法以及其它相关算法，适用于常用的操作系统和开发平台，实现功能比CryptoAPI少一些。
4） Cryptix： Sun公司发布的采用ja语言的关于JCE（Ja Cryptography Extension）的开放源码的API实现
5） 网络数据包捕获开发包Libpcap和Winpcap： libpcap是unix/linux平台下的网络数据包捕获函数包，大多数网络监控软件都以它为基础，Winpcap是libpcap的Windows版本。
6） Libnids： Libnids是一个用于网络入侵检测开发的专业编程接口，它使用了Libpcap所以它具有捕获数据包的功能。同时，Libnids提供了TCP数据流重组功能，所以对于分析基于TCP协议的各种协议Libnids都能胜任.Libnids还提供了对IP分片进行重组的功能，以及端口扫描检测和论文导读：异常数据包检测功能。《计算机网络安全》课程的安全编程设计论文资料由论文网www.7ctime.com提供,转载请保留地址.上一页12
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