摘要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，使人們對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的依賴程度增大。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供了資源共享性、系統(tǒng)的可靠性、工作效率和系統(tǒng)的可擴(kuò)充性。然而，正是這些特點(diǎn)，增加了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全的脆弱性和復(fù)雜性，資源共享和分布增加了網(wǎng)絡(luò)受攻擊和威脅的可能性，使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全面臨巨大的挑戰(zhàn)。所以，我們?cè)谟?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)飛速發(fā)展時(shí)期要更加重視計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全策略與發(fā)展方向的研究。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；安全技術(shù)；發(fā)展方向

計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)是互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的迅速發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)用戶的快速增長(zhǎng)，基礎(chǔ)設(shè)施上沒(méi)有安全保證是不可思議的。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)得不到安全保證，將會(huì)不斷遭到網(wǎng)絡(luò)黑客的威脅和各種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)病毒的攻擊，使廣大網(wǎng)絡(luò)用戶遭受各種不同程度的損失，甚至威脅到國(guó)家的政治、軍事、經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域?；ヂ?lián)網(wǎng)上幾乎所有的技術(shù)都是開放的，然而，開放的信息系統(tǒng)必然存在眾多潛在的安全隱患，黑客和反黑客、破壞和反破壞的斗爭(zhēng)仍將繼續(xù)。在這樣的斗爭(zhēng)中，安全技術(shù)作為一個(gè)獨(dú)特的領(lǐng)域越來(lái)越受到全球網(wǎng)絡(luò)建設(shè)者的關(guān)注。這里重點(diǎn)談?wù)劮阑饓夹g(shù)和數(shù)據(jù)加密技術(shù)。

一、防火墻技術(shù)

防火墻就是在網(wǎng)絡(luò)邊界上建立相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通信監(jiān)控系統(tǒng)，用來(lái)保障計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全，它是一種控制技術(shù)，既可以是一種軟件產(chǎn)品，又可以制作或嵌入到某種硬件產(chǎn)品中。從邏輯上講，防火墻是起分隔、限制、分析的作用。實(shí)際上，防火墻是加強(qiáng)Intranet (內(nèi)部網(wǎng))之間安全防御的一個(gè)或一組系統(tǒng)，它由一組硬件設(shè)備(包括路由器、服務(wù)器)及相應(yīng)軟件構(gòu)成。所有來(lái)自Internet的傳輸信息或你發(fā)出的信息都必須經(jīng)過(guò)防火墻。這樣，防火墻就起到了保護(hù)諸如電子郵件、文件傳輸、遠(yuǎn)程登錄、在特定的系統(tǒng)間進(jìn)行信息交換等安全的作用。防火墻是網(wǎng)絡(luò)安全策略的有機(jī)組成部分，它通過(guò)控制和監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)之間的信息交換和訪問(wèn)行為來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全的有效管理。從總體上看，防火墻應(yīng)該具有以下五大基本功能:(1)過(guò)濾進(jìn)、出網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，(2)管理進(jìn)、出網(wǎng)絡(luò)的訪問(wèn)行為，(3)封堵某些禁止行為，(4)記錄通過(guò)防火墻的信息內(nèi)容和活動(dòng)，(5)對(duì)網(wǎng)絡(luò)攻擊進(jìn)行檢測(cè)和告警。

新一代防火墻產(chǎn)品一般運(yùn)用了以下技術(shù)：

(1)透明的訪問(wèn)方式。以前的防火墻在訪問(wèn)方式上要么要求用戶做系統(tǒng)登錄，要么需要通過(guò)ＳＯＣＫＳ等路徑修改客戶機(jī)的應(yīng)用。而現(xiàn)在的防火墻利用了透明的代理系統(tǒng)技術(shù)，從而降低了系統(tǒng)登錄固有的安全風(fēng)險(xiǎn)和出錯(cuò)概率。

(2)靈活的代理系統(tǒng)。代理系統(tǒng)是一種將信息從防火墻的一側(cè)傳送到另一側(cè)的軟件模塊。采用兩種代理機(jī)制:一種用于代理從內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)到外部網(wǎng)絡(luò)的連接;另一種用于代理從外部網(wǎng)絡(luò)到內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的連接。前者采用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)接(NIT)技術(shù)來(lái)解決，后者采用非保密的用戶定制代理或保密代理系統(tǒng)技術(shù)來(lái)解決。

(3)多級(jí)過(guò)濾技術(shù)。為保證系統(tǒng)的安全性和防護(hù)水平，防火墻采用了三級(jí)過(guò)濾措施，并輔以鑒別手段。在分組過(guò)濾一級(jí)，能過(guò)濾掉所有的源路由分組和假冒IP地址;在應(yīng)用網(wǎng)關(guān)一級(jí)，能利用FTP、SMTP等各種網(wǎng)關(guān)控制和監(jiān)測(cè)Internet提供的所有通用服務(wù);在電路網(wǎng)關(guān)一級(jí)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部主機(jī)與外部站點(diǎn)的透明連接，并對(duì)服務(wù)的通行實(shí)行嚴(yán)格控制。

(4)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換技術(shù)。防火墻利用NAT技術(shù)能透明地對(duì)所有內(nèi)部地址做轉(zhuǎn)換，使得外部網(wǎng)絡(luò)無(wú)法了解內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，同時(shí)允許內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)使用自己編的ＩＰ源地址和專用網(wǎng)絡(luò)，防火墻能詳盡記錄每一個(gè)主機(jī)的通信，確保每個(gè)分組送往正確的地址。

(5)Internet網(wǎng)關(guān)技術(shù)。由于是直接串聯(lián)在網(wǎng)絡(luò)之中，防火墻必須支持用戶在Internet互聯(lián)的所有服務(wù)，同時(shí)還要防止與Internet服務(wù)有關(guān)的安全漏洞，故它要能夠以多種安全的應(yīng)用服務(wù)器(包括FTP、Finger、mail、Ident、News、WWW等)來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)功能。為確保服務(wù)器的安全性，對(duì)所有的文件和命令均要利用“改變根系統(tǒng)調(diào)用(chroot)”做物理上的隔離。在域名服務(wù)方面，新一代防火墻采用兩種獨(dú)立的域名服務(wù)器:一種是內(nèi)部DNS服務(wù)器，主要處理內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和DNS信息;另一種是外部DNS服務(wù)器，專門用于處理機(jī)構(gòu)內(nèi)部向Internet提供的部分DNS信息。在匿名FTP方面，服務(wù)器只提供對(duì)有限的受保護(hù)的部分目錄的只讀訪問(wèn)。在WWW服務(wù)器中，只支持靜態(tài)的網(wǎng)頁(yè)，而不允許圖形或CGI代碼等在防火墻內(nèi)運(yùn)行。在Finger服務(wù)器中對(duì)外部訪問(wèn)，防火墻只提供可由內(nèi)部用戶配置的基本的文本信息，而不提供任何與攻擊有關(guān)的系統(tǒng)信息。SMTP與POP郵件服務(wù)器要對(duì)所有進(jìn)、出防火墻的郵件做處理，并利用郵件映射與標(biāo)頭剝除的方法隱除內(nèi)部的郵件環(huán)境。Ident服務(wù)器對(duì)用戶連接的識(shí)別做專門處理，網(wǎng)絡(luò)新聞服務(wù)則為接收來(lái)自ISP的新聞開設(shè)了專門的磁盤空間。

(6)安全服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)(SSN)。為了適應(yīng)越來(lái)越多的用戶向Internet上提供服務(wù)時(shí)對(duì)服務(wù)器的需要，新一代防火墻采用分別保護(hù)的策略對(duì)用戶上網(wǎng)的對(duì)外服務(wù)器實(shí)施保護(hù)，它利用一張網(wǎng)卡將對(duì)外服務(wù)器作為一個(gè)獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)處理，對(duì)外服務(wù)器既是內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的一部分，又與內(nèi)部網(wǎng)關(guān)完全隔離，這就是安全服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)(SSN)技術(shù)。而對(duì)SSN上的主機(jī)既可單獨(dú)管理，也可設(shè)置成通過(guò)FTP、Telnet等方式從內(nèi)部網(wǎng)上管理。SSN方法提供的安全性要比傳統(tǒng)的“隔離區(qū)(DMZ)”方法好得多，因?yàn)镾SN與外部網(wǎng)之間有防火墻保護(hù)，SSN與內(nèi)部網(wǎng)之間也有防火墻的保護(hù)，而DMZ只是一種在內(nèi)、外部網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)之間存在的一種防火墻方式。換言之，一旦SSN受破壞，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)仍會(huì)處于防火墻的保護(hù)之下，而一旦DMZ受到破壞，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)便暴露于攻擊之下。

(7)用戶鑒別與加密。為了降低防火墻產(chǎn)品在FTP等服務(wù)和遠(yuǎn)程管理上的安全風(fēng)險(xiǎn)，鑒別功能必不可少。新一代防火墻采用一次性使用的口令系統(tǒng)作為用戶的鑒別手段，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)郵件的加密。

(8)用戶定制服務(wù)。為了滿足特定用戶的特定需求，新一代防火墻在提供眾多服務(wù)的同時(shí)，還為用戶定制提供支持，這類選項(xiàng)有:通用TCP、出站UDP、FTP、SMTP等，如果某一用戶需要建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的代理，便可以利用這些支持，方便設(shè)置。

(9)審計(jì)和告警。新一代防火墻產(chǎn)品采用的審計(jì)和告警功能十分健全，日志文件包括:一般信息、內(nèi)核信息、核心信息、接收郵件、郵件路徑、發(fā)送郵件、已收消息、已發(fā)消息、連接需求、已鑒別的訪問(wèn)、告警條件、管理日志、進(jìn)站代理、FTP代理、出站代理、郵件服務(wù)器、域名服務(wù)器等。告警功能會(huì)守住每一個(gè)TCP或UDP探尋，并能以發(fā)出郵件、聲響等多種方式報(bào)警。此外，防火墻還在網(wǎng)絡(luò)診斷、數(shù)據(jù)備份保全等方面具有特色。

目前的防火墻主要有兩種類型。其一是包過(guò)濾型防火墻。它一般由路由器實(shí)現(xiàn)，故也被稱為包過(guò)濾路由器。它在網(wǎng)絡(luò)層對(duì)進(jìn)入和出去內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的所有信息進(jìn)行分析，一般檢查數(shù)據(jù)包的IP源地址、IP目標(biāo)地址、TCP端口號(hào)、ICMP消息類型，并按照信息過(guò)濾規(guī)則進(jìn)行篩選，若符合規(guī)則，則允許該數(shù)據(jù)包通過(guò)防火墻進(jìn)入內(nèi)部網(wǎng)，否則進(jìn)行報(bào)警或通知管理員，并且丟棄該包。這樣一來(lái)，路由器能根據(jù)特定的規(guī)則允許或拒絕流動(dòng)的數(shù)據(jù)，如：Telnet服務(wù)器在TCP的23號(hào)端口監(jiān)聽(tīng)遠(yuǎn)程連接，若管理員想阻塞所有進(jìn)入的Telnet連接，過(guò)濾規(guī)則只需設(shè)為丟棄所有的TCP端口號(hào)為23的數(shù)據(jù)包。采用這種技術(shù)的防火墻速度快，實(shí)現(xiàn)方便，但由于它是通過(guò)IP地址來(lái)判斷數(shù)據(jù)包是否允許通過(guò)，沒(méi)有基于用戶的認(rèn)證，而IP地址可以偽造成可信任的外部主機(jī)地址，另外它不能提供日志，這樣一來(lái)就無(wú)法發(fā)現(xiàn)黑客的攻擊紀(jì)錄。其二是應(yīng)用級(jí)防火墻。大多數(shù)的應(yīng)用級(jí)防火墻產(chǎn)品使用的是應(yīng)用代理機(jī)制，內(nèi)置了代理應(yīng)用程序，可用代理服務(wù)器作內(nèi)部網(wǎng)和Internet之間的轉(zhuǎn)換。若外部網(wǎng)的用戶要訪問(wèn)內(nèi)部網(wǎng)，它只能到達(dá)代理服務(wù)器，若符合條件，代理服務(wù)器會(huì)到內(nèi)部網(wǎng)取出所需的信息，轉(zhuǎn)發(fā)出去。同樣道理，內(nèi)部網(wǎng)要訪問(wèn)Internet，也要通過(guò)代理服務(wù)器的轉(zhuǎn)接，這樣能監(jiān)控內(nèi)部用戶訪問(wèn)Internet.這類防火墻能詳細(xì)記錄所有的訪問(wèn)紀(jì)錄，但它不允許內(nèi)部用戶直接訪問(wèn)外部，會(huì)使速度變慢。且需要對(duì)每一個(gè)特定的Internet服務(wù)安裝相應(yīng)的代理服務(wù)器軟件，用戶無(wú)法使用未被服務(wù)器支持的服務(wù)。

防火墻技術(shù)從其功能上來(lái)分，還可以分為FTP防火墻、Telnet防火墻、Email 防火墻、病毒防火墻等等。通常幾種防火墻技術(shù)被一起使用，以彌補(bǔ)各自的缺陷和增加系統(tǒng)的安全性能。防火墻雖然能對(duì)外部網(wǎng)絡(luò)的攻擊實(shí)施有效的防護(hù)，但對(duì)來(lái)自內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的攻擊卻無(wú)能為力。網(wǎng)絡(luò)安全單靠防火墻是不夠的，還需考慮其他技術(shù)和非技術(shù)的因素，如信息加密技術(shù)、制訂法規(guī)、提高網(wǎng)絡(luò)管理使用人員的安全意識(shí)等。就防火墻本身來(lái)看，包過(guò)濾技術(shù)和代理訪問(wèn)模式等都有一定的局限性，因此人們正在尋找更有效的防火墻，如加密路由器、“身份證”、安全內(nèi)核等。但實(shí)踐證明，防火墻仍然是網(wǎng)絡(luò)安全中最成熟的一種技術(shù)。

二、數(shù)據(jù)加密技術(shù)

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，信息加密技術(shù)是其他安全技術(shù)的基礎(chǔ)，加密技術(shù)是指通過(guò)使用代碼或密碼將某些重要信息和數(shù)據(jù)從一個(gè)可以理解的明文形式變換成一種復(fù)雜錯(cuò)亂的、不可理解的密文形式（即加密），在線路上傳送或在數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)，其他用戶再將密文還原成明文（即解密），從而保障信息數(shù)據(jù)的安全性。

數(shù)據(jù)加密的方法很多，常用的有兩大類，一種是對(duì)稱加密，一種是非對(duì)稱密鑰加密。對(duì)稱加密也叫密鑰加密。發(fā)送方用密鑰加密明文，傳送給接收方，接收方用同一密鑰解密。其特點(diǎn)是加密和解密使用的是同一個(gè)密鑰。典型的代表是美國(guó)國(guó)家安全局的DES。它是IBM于1971年開始研制，1977年美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)局正式頒布其為加密標(biāo)準(zhǔn)，這種方法使用簡(jiǎn)單，加密解密速度快，適合于大量信息的加密。但存在幾個(gè)問(wèn)題：第一，不能保證也無(wú)法知道密鑰在傳輸中的安全。若密鑰泄漏，黑客可用它解密信息，也可假冒一方做壞事。第二，假設(shè)每對(duì)交易方用不同的密鑰，N對(duì)交易方需要N*(N-1)/2個(gè)密鑰，難于管理。第三，不能鑒別數(shù)據(jù)的完整性。

非對(duì)稱密鑰加密也叫公開密鑰加密。公鑰加密法是在對(duì)數(shù)據(jù)加解密時(shí)，使用不同的密鑰，在通信雙方各具有兩把密鑰，一把公鑰和一把密鑰。公鑰對(duì)外界公開，私鑰自己保管，用公鑰加密的信息，只能用對(duì)應(yīng)的私鑰解密。同樣，用私鑰解密的數(shù)據(jù)只能用對(duì)應(yīng)的公鑰解密。具體加密傳輸過(guò)程如下：

（1）發(fā)送方甲用接收方乙的公鑰加密自己的私鑰。

（2）發(fā)送方甲用自己的私鑰加密文件，然后將加密后的私鑰和文件傳輸給接收方。

（3）接收方乙用自己的私鑰解密，得到甲的私鑰。

（4）接收方乙用甲的公鑰解密，得到明文。

這個(gè)過(guò)程包含了兩個(gè)加密解密過(guò)程：密鑰的加解密和文件本身的加解密。在密鑰的加密過(guò)程中，由于發(fā)送方甲用乙的公鑰加密了自己的私鑰，如果文件被竊取，由于只有乙保管自己的私鑰，黑客無(wú)法解密。這就保證了信息的機(jī)密性。另外，發(fā)送方甲用自己的私鑰加密信息，因?yàn)樾畔⑹怯眉椎乃借€加密，只有甲保管它，可以認(rèn)定信息是甲發(fā)出的，而且沒(méi)有甲的私鑰不能修改數(shù)據(jù)，可以保證信息的不可抵賴性。

公開密鑰加密典型的代表是RSA算法，它是1977年提出的一個(gè)公鑰加密算法。但是RSA的加密解密要兩次，處理和計(jì)算量都比較大，速度慢，所以只適合于少量數(shù)據(jù)的加密。因此，在當(dāng)前的加密應(yīng)用中，經(jīng)常使用對(duì)稱密鑰來(lái)對(duì)文本加密和解密，用非對(duì)稱RSA加密體系對(duì)私鑰加密和解密。發(fā)送方把密文和加密后的私鑰一起發(fā)送給接收方。使用這種聯(lián)合加密法，不僅可以確保數(shù)據(jù)的保密性，而且還可以實(shí)現(xiàn)一種名為數(shù)字簽名的認(rèn)證機(jī)制。發(fā)送者私鑰加密的數(shù)據(jù)可以提供對(duì)發(fā)送者身份的認(rèn)證，接收者私鑰加密的數(shù)據(jù)可以提供對(duì)接收者身份的認(rèn)證。此外，安裝防病毒的軟件并定期執(zhí)行檢測(cè)，使用數(shù)字簽名技術(shù)和數(shù)字證書等等，都是加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全的重要技術(shù)措施。

當(dāng)然，任何一個(gè)安全產(chǎn)品或技術(shù)都不會(huì)提供永遠(yuǎn)和絕對(duì)的安全。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)在變化，應(yīng)用在變化，入侵和破壞的手段也在變化。因此只有嚴(yán)格的保密政策、明晰的安全策略以及高素質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)管理人才才能完好、實(shí)時(shí)地保證信息的完整性和確證性，為網(wǎng)絡(luò)提供強(qiáng)大的安全服務(wù)——這也是21世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的迫切需要。