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        青島大學(xué):網(wǎng)絡(luò)空間安全:用“0”和“1”構(gòu)建起網(wǎng)絡(luò)長城

        2019-12-09 02:06:25王欣洲
        傳奇故事(上旬) 2019年11期
        關(guān)鍵詞:通信安全密碼學(xué)系統(tǒng)安全

        王欣洲

        一說到網(wǎng)絡(luò)空間安全這個專業(yè)名稱,想必各位同學(xué)的第一反應(yīng)是“你們該不會是做黑客的吧”,這句話不能說錯,但也不完全對。這個專業(yè)究竟是什么樣的,對我們的生活和社會的發(fā)展又起到了什么作用呢?下面就讓我和大家分享一下我在學(xué)習(xí)中的一些心得體會。

        一、我們是黑客嗎

        首先,我要為“黑客”一詞正名。也許大部分人對黑客的理解就是用計算機遠程竊取他人的信息,或者通過一臺筆記本潛入某重要機構(gòu)竊取機密和搞破壞的人。其實不然。

        現(xiàn)在業(yè)內(nèi)所說的黑客,通常是指對計算機科學(xué)、編程和程序設(shè)計方面具有高度理解的人。黑客們可以利用電腦干自己想干的事情,這既包括剛才提到的竊取信息,也包括對于重要信息的保護等。換句話說,黑客中有好人也有壞人,只是在早些年,一些黑客確實以搞破壞而為大眾所知,在這一點上“好黑客”們還真是冤枉吶。

        那么,我們是黑客嗎?是,因為與網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)相關(guān)的大部分職業(yè),都可以劃分到黑客的工作范圍里面去。

        二、研究內(nèi)容大揭秘

        說了半天,網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)到底是在研究什么呢?具體說來,網(wǎng)絡(luò)空間安全可分成三個部分:通信安全、系統(tǒng)安全、網(wǎng)絡(luò)安全。

        (一)通信安全

        所謂通信安全,顧名思義,是指通信的雙方不受第三者的竊聽或者干擾。比如我們平時用QQ聊天的時候,如何讓發(fā)送的消息只有自己和對方知道,而不在傳輸過程中被其他人知道?這就是通信安全需要研究的課題之一。

        通信安全主要包括密碼學(xué)和通信協(xié)議。密碼學(xué)是研究如何使用數(shù)學(xué)工具將我們傳遞的信息進行加密(即隱藏內(nèi)容,其他人即使得到了信息也讀不懂),并且讓通信對方能在特定的條件下解密(即恢復(fù)加密的內(nèi)容,使之變得可以讀懂);而通信協(xié)議則是在密碼學(xué)的基礎(chǔ)上研究安全的通信方法(通信的雙方在通信過程中每一步應(yīng)該做什么),使通信過程變得高效,并且讓他人偷看我們的通信內(nèi)容變得十分困難。

        (二)系統(tǒng)安全

        系統(tǒng)安全主要是指計算機系統(tǒng)的安全,我們主要研究如何保護計算機里面的資源(包括重要的數(shù)據(jù)等)不被竊取。由于計算機能夠“讀得懂”的只有二進制數(shù)據(jù),而系統(tǒng)安全最終操作的也是這些二進制數(shù)據(jù),因此系統(tǒng)安全被業(yè)內(nèi)“大佬”們稱為“二進制方向”。

        舉一個例子,相信大家都聽說過計算機病毒,其實它就是一個特別的程序,你運行它的時候,它就會偷偷地修改你正在運行的其他程序。比如它附著在你的word文檔上,當(dāng)你做它預(yù)先設(shè)置好的操作時,它就會把你的文檔刪除,導(dǎo)致你白忙活一場。

        (三)網(wǎng)絡(luò)安全

        互聯(lián)網(wǎng)作為20世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一,現(xiàn)在已經(jīng)進入到我們生活的方方面面,網(wǎng)絡(luò)安全也變得愈加重要,甚至有人把它和軍事安全相提并論。

        網(wǎng)絡(luò)安全指的是互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的信息安全。舉個例子,現(xiàn)在我們上的網(wǎng)站,玩的網(wǎng)絡(luò)游戲,大部分是“用戶—服務(wù)器結(jié)構(gòu)”,即許多用戶連接到一個特定的主機(即服務(wù)器),由這個主機為用戶提供相應(yīng)的服務(wù),試想一下,如果服務(wù)器被不法分子控制了,那么你在網(wǎng)站、網(wǎng)絡(luò)游戲上的賬號就會處于危險之中。對于銀行網(wǎng)站來說網(wǎng)絡(luò)安全尤為重要,一旦服務(wù)器被控制,那么在服務(wù)器中存放的用戶數(shù)據(jù),包括銀行卡密碼甚至存款的數(shù)額,都可能會被篡改。網(wǎng)絡(luò)安全的主要任務(wù)就是防止這樣的事情發(fā)生。我們可以通過運行一些保護性程序(如防火墻)來控制訪問服務(wù)器的用戶,防止他們做出一些危險的舉動。

        ·學(xué)長總結(jié)·

        雖然我們平時經(jīng)常使用計算機,但是對它的了解可能很少。計算機其實就是一個由各種電路構(gòu)成的系統(tǒng),我們在上面實現(xiàn)的各種操作,最終都會轉(zhuǎn)化成電信號輸入到電腦的中央處理器(CPU)中,完成相應(yīng)的運算,再以電信號輸出,并且“翻譯”成我們看得懂的形式。比如,在屏幕上顯示出你正在玩的電腦游戲的界面,或是將你打的字保存在word文檔中。

        當(dāng)然,我們不是專門研究電路的,只是利用電信號的特點將其轉(zhuǎn)換為“0”和“1”,對這兩個二進制數(shù)做文章。通信安全中的密碼學(xué)涉及數(shù)學(xué)知識,其中的一些重要的數(shù)學(xué)模型是與二進制息息相關(guān)的,而系統(tǒng)安全和網(wǎng)絡(luò)安全則是直接對二進制數(shù)據(jù)進行操作。可以說,網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè)是一門“與‘0和‘1打交道的藝術(shù)?!?/p>

        三、黑客的生涯,從這里開始

        “新手黑客”們在大學(xué)里會上什么樣的課,課外又有什么活動呢?

        首先,學(xué)習(xí)一門工科專業(yè),數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是必須要打好的,像微積分、線性代數(shù)、概率論,以及密碼學(xué)的基礎(chǔ)——近世代數(shù)等都是十分重要的課程。此外,包括通識課程在內(nèi)的素質(zhì)課、大學(xué)英語課等,也是當(dāng)代大學(xué)生培養(yǎng)基本素質(zhì)的必修課程。

        編程能力是專業(yè)課的基礎(chǔ),我們會學(xué)習(xí)C/C++語言程序設(shè)計以及匯編語言。同時,我們對計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字邏輯、計算機組成原理、操作系統(tǒng)、編譯原理等也要深入了解,還要學(xué)習(xí)通信安全中的密碼學(xué)、信息論與編碼等課程。這些專業(yè)課知識是我們未來深造和工作中經(jīng)常要用到的。

        由于我比較喜歡數(shù)學(xué),因此我在課余時間參加了大學(xué)生數(shù)學(xué)競賽和建模競賽。大學(xué)里也有很多我們這個專業(yè)專屬的競賽,如全國大學(xué)生信息安全競賽等。我們學(xué)校還有學(xué)生創(chuàng)辦的工作室可以供同學(xué)們鍛煉能力,其中就有國內(nèi)頂尖的黑客團隊“凝聚工作室”。如果你發(fā)現(xiàn)自己對網(wǎng)絡(luò)空間安全相關(guān)研究感興趣,歡迎加入工作室來挑戰(zhàn)一下自己。另外,到了高年級,把專業(yè)知識學(xué)得更透了以后,就可以跟隨導(dǎo)師做一些科研項目,對于想要深造的同學(xué)來說十分有幫助。

        四、保衛(wèi)網(wǎng)絡(luò)空間,安全永無止境

        網(wǎng)絡(luò)空間安全作為一個新興專業(yè),有著很大的發(fā)展空間。除在已有的技術(shù)上進行突破以外,量子計算機的研究也是一個重要的新方向。量子加密、量子通信的出現(xiàn)雖然顛覆了傳統(tǒng)安全技術(shù)理念,但是現(xiàn)在還處在早期研究階段,未來發(fā)展量子技術(shù)的重任就落到我們這代人的肩上了。安全永無止境,我們要學(xué)好網(wǎng)絡(luò)空間安全專業(yè),為保護我們國家的重要網(wǎng)絡(luò)信息資源做出貢獻,用“0”和“1”構(gòu)建起一座堅固的網(wǎng)絡(luò)長城!

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