20145211《信息安全系统设计基础》期中总结
20145221 《信息安全系统设计基础》期中总结
知识点梳理
第0周博客链接及主要内容
- 20145211黄志远《信息安全系统设计基础》第0周学习总结
- 第0周最主要的任务是装好ubuntu,最大的收获也是装了ubuntu。
第一周博客链接及主要内容
- 20145211《信息安全系统设计基础》第1周学习总结————春宵苦短日高起
- Linux中命令格式为：
command [options] [arguments] []表示是可选的,组成结构为：命令 [选项] [参数]
man命令
man密令是Linux下的帮助指令，通过man指令可以查看Linux中的指令帮助、配置文件帮助和编程帮助等信息。- 常用选项：
-a：在所有的man帮助手册中搜索
-k：根据关键字搜索联机帮助，是一种模糊搜索
-f：关键字精确搜索，等价于whatis指令，显示给定关键字的简短描述信息
-P：指定内容时使用分页程序
-M：指定man手册搜索的路径 - 参数：
数字：指定从哪本man手册中搜索帮助
关键字：指定要搜索帮助的关键字
cheat命令
- 在linux上，man命令几乎是万能的，但它却不是最高效的。由于它给出的帮助信息很长，在短时间内不好理解，所以在这种情况下，用cheat命令更方便，cheat命令简单来说，就是告诉你一个命令如何使用。它没有提供其他额外多余的信息，只通过使用实例告诉你一个命令如何使用。
- Ubuntu上没有自带cheat命令，大家可以参照娄老师提供的文章进行安装配置。
find命令
-
find 实际搜寻硬盘查询文件名称
通常情况下find命令并不是很常用，大家都优先使用whereis和locate命令来查找，因为whereis和locate命令都是利用数据库来查找文件所在，并没有实际查询硬盘，所以速度很快，节省时间。但是我们的find命令依然很强大，它的查找条件相当多，对于用其他命令查找不到的文件，就可以考虑使用find命令在硬盘上遍历查找，虽然速度慢效率低。 -
find（用于在文件树中查找文件，并进行相应操作）
-
格式：
- find [PATH] [option] [action]
[PATH] : 所要搜索遍历的目录，默认为当前目录 - [option] : 所要搜索文件的条件特征
- [action] : 对搜索结果进行特殊处理
- 与时间有关的参数
-amin n ：查找n分钟内被访问过的文件
-cmin n : 查找n分钟内被修改过文件状态的所有文件
-mmin n ： 查找n分钟内被修改过文件内容的所有文件
-atime n : 将n天内存取过的的文件列出来
-ctime n : 将n天内改变、新增的文件或者目录列出来
-mtime n : 将n天内修改过的文件或者目录列出来
-newer file ：把比file还要新的文件列出来 （可用来分辨两个文件之间的新旧关系）
除此之外，以-mtime为例：（类比使用其他与时间有关的参数）
-mtime n ：列出n天前的那一天被更改过的文件
-mtime +n ：列出n天之前（不包含n天本身）被更改过的文件
-mtime -n ：列出n天之内（包含n天本身）被更改过的文件
-mtime 0 : 0代表当前时间，即列出从现在开始到24小时
- 与用户或用户组名有关的参数
-uid [n] :寻找拥有者ID为n的文件
-gid [n] ：寻找用户组ID为n的文件
-group [name] ：寻找群组名为"name"的文件
-user [name] : 寻找用户名为"name"的文件
-nouser : 寻找文件所有者不存在 /etc/passwd 的人（可以查找不太正常的文件）
如果你的某个账户删除了，该账户曾经建立的文件就成了无主的非正常文件这时候可以利用 -nouser 来找出该类型的文件 - 与文件权限及名称有关的参数
（1）-name [filename] ：查找文件名filename的文件
从以上的例子中我们可以看出，find命令需要一个路径名作为查找范围，find会深入到这个路径的每一个子目录中去寻找，打印文件的绝对路径。
如果指定路径为“/”，就查找整个文件系统。-name选项指定了文件名，-printf表示将结果输出到屏幕上，-type选项用来定位特殊文件类型。
（2）-size [+ -]SIZE : 查找比"SIZE"还要大（+）或小（-）的文件
(SIZE的规格有：① c :代表byte ②k :代表1024 bytes) ；
要找比50k还要大的文件时就用" -size +50k"
（3）-type [TYPE] ：查找文件类型为TYPE的文件
locate命令
- locate命令其实是find -name的另一种写法，但是要比后者快得多，原因在于它不搜索具体目录，而是搜索一个数据库（/var/lib/locatedb），这个数据库中含有本地所有文件信息。Linux系统自动创建这个数据库，并且每天自动更新一次，所以使用locate命令查不到最新变动过的文件。为了避免这种情况，可以在使用locate之前，先使用updatedb命令，手动更新数据库。
- 命令格式：locate [选择参数] [样式]
- 命令参数：
- -e：将排除在寻找的范围之外
- -1：如果是1则启动安全模式，在安全模式下，使用者不会看到权限无法看到的档案。这会使速度减慢，因为 locate必须至实际的档案系统中取得档案的权限资料
- -f：将特定的档案系统排除在外，例如我们没有到必要把proc档案系统中的档案放在资料库中
- -q：安静模式，不会显示任何错误讯息
- -n：至多显示 n个输出
- -r：使用正规运算式 做寻找的条件
- -o：指定资料库存的名称
- -d：指定资料库的路径
- -h：显示辅助讯息
- -V：显示程式的版本讯息
grep命令
- grep命令是一种强大的文本搜索工具，它能使用正则表达式搜索文本，并把匹配的行打印出来。grep全称是Global Regular Expression Print，表示全局正则表达式版本，它的使用权限是所有用户。
- 命令格式：grep [options]
[options]主要参数：
- －c：只输出匹配行的计数
- －I：不区分大小写(只适用于单字符)
- －h：查询多文件时不显示文件名
- －l：查询多文件时只输出包含匹配字符的文件名
- －n：显示匹配行及行号
- －s：不显示不存在或无匹配文本的错误信息
- －v：显示不包含匹配文本的所有行
正则表达式主要参数： - \：忽略正则表达式中特殊字符的原有含义
- ^：匹配正则表达式的开始行
- $：匹配正则表达式的结束行
- <：从匹配正则表达式的行开始
- >：到匹配正则表达式的行结束
- [ ]：单个字符，如[A]即A符合要求
- [ - ]：范围，如[A-Z]，即A、B、C一直到Z都符合要求
- 。：所有的单个字符
- *：有字符，长度可以为0
whereis命令
whereis命令是定位可执行文件、源代码文件、帮助文件在文件系统中的位置。这些文件的属性应属于原始代码，二进制文件，或是帮助文件。whereis程序还具有搜索源代码、指定备用搜索路径和搜索不寻常项的能力。whereis命令只能用于程序名的搜索，而且只搜索二进制文件（参数-b）、man说明文件（参数-m）和源代码文件（参数-s）。如果省略参数，则返回所有信息。- 命令格式：
whereis [-bmsu] [BMS 目录名 -f ]文件名 - 主要参数：
-b：定位可执行文件-m：定位帮助文件-s：定位源代码文件-u：搜索默认路径下除可执行文件、源代码文件、帮助文件以外的其它文件-B：指定搜索可执行文件的路径-M：指定搜索帮助文件的路径-S：指定搜索源代码文件的路径
which命令
- which指令会在PATH变量指定的路径中，搜索某个系统命令的位置，并且返回第一个搜索结果。which是根据使用者所配置的PATH变量内的目录去搜寻可运行档的,所以，不同的PATH配置内容所找到的命令是不一样的。
- 命令格式：which 可执行文件名称
- 命令参数：
- -n：指定文件名长度，指定的长度必须大于或等于所有文件中最长的文件名
- -p：与-n参数相同，但此处的包括了文件的路径
- -w：指定输出时栏位的宽度
- -V：显示版本信息
文件操作
- 文件打包/解压：zip/unzip
- df：查看磁盘的容量
- du：查看目录的容量
- touch：创建空白文件
- mkdir：创建一个空目录
- cp：复制一个文件或目录到指定目录
- em：删除一个文件或目录
- mv：
- 移动文件（剪切）：mv 源目录文件 目的目录
- 文件重命名：mv 旧的文件名 新的文件名
第二周博客链接及主要内容
Vim常用命令总结
- 插入：
i：在当前光标处进行编辑
a：在光标后插入编辑 - 退出：
q!：强制退出，不保存
:q：退出
:wq!：强制保存并退出
:wq：保存并退出
:w <文件路径>：另存为 - 删除：
x：删除游标所在的字符
dd：删除整行 - 行间跳转：
nG(n Shift+g)：光标移动到第n行 - 复制与粘贴：
nyy：复制光标所在及其后的整行共n行
p：代表粘贴至光标后 - 功能设定：
:set autoindent(ai)：设置自动缩进
:set cindent(cin)：设置C语言风格缩进
:set nu：以显示行号 - GCC编译过程
预处理：gcc –E hello.c –o hello.i ;gcc –E调用cpp 产生预处理过的C原始程序
编译：gcc –S hello.i –o hello.s ;gcc –S调用ccl 产生汇编语言原始程序
汇编：gcc –c hello.s –o hello.o ;gcc -c 调用as 产生目标文件
链 接：gcc hello.o –o hello ;gcc -o 调用ld 产生可执行文件
运行： ./hello - makefile
功能：识别文件代码是否更新，减少编译工作量
格式为：
目标体：依赖文件
[tab键]各目标体运行命令
目标体：由make创建，通常是目标文件或可执行文件
依赖文件：创建目标体所依赖的文件
运行命令：创建每个目标体时需要的运行命令，必须以tab键开头。
使用make的格式：make 目标体
第三周博客链接及主要内容
信息的表示
- 无符号数：基于传统的二进制表示法，表示大于或等于零的数字（我的理解是，无符号嘛，就是已经超越生死，无论正负，所以我比较喜欢无符号数，密码学编代码用的爽）
- 补码：表示有符号数，可为正可为负的数字
- 浮点数：表示实数的科学计数法的以二为基数的版本
信息存储
- 字：
每个计算机都有一个字长，指明整数和指针数据的标称大小。因为虚拟地址是以这样的一个字来编码的，所以字长最重要的系统参数就是虚拟地址空间的最大大小。
对于一个字长为w位的机器而言，虚拟地址的范围为0~2w-1,程序最多访问2w字节。
使用C99特性：当没有-m32或-m64参数时，一般情况下会生成跟操作系统位数一致的代码；gcc -m32可以在64位机上（比如实验楼的环境）生成32位的代码 - 字节顺序：字节顺序是网络编程的基础，是指占内存多于一个字节类型的数据在内存中的存放顺序，通常有小端、大端两种字节顺序。
- 小端法：低字节数据存放在内存低地址处，高字节数据存放在内存高地址处。
- 大端法：高字节数据存放在低地址处，低字节数据存放在高地址处。
布尔代数
- 逻辑运算：
所有逻辑运算都可以用与、或、非表达（最大式、最小式）而与或非可以用“与非”或“或非”表达，所以，只要一个与非门，就可以完成所有的逻辑运算 - 逻辑运算符：逻辑与（&&）；逻辑或（||）；逻辑非（！）
- 位运算：结果是位向量；按位与（&） 二进制每一位遇0为0；按位或（|） 二进制每一位遇1为1；按位异或（^） 00=0，01=1，10=1，11=0；按位取反（~） 二进制每一位取反
- 掩码运算：掩码是位运算的重要应用，这里掩码是一个特定位模式，表示从一个字中选择一个位的集合。对特定位可以置一，可以清零。
- 整数表示
无符号数编码位向量二进制表示与之对应。
补码编码
第四周博客链接及主要内容
- 20145211《信息安全系统设计基础》第4周的一点学习~
- 假期里主要解决了一些双系统的问题，诸如磁盘无法共享，时间总是慢于北京时间的问题。搞完之后，那是喜上心头啊，我也是有双系统的人了。
第五周博客链接及主要内容
寻址方式历史
- DOS时代的平坦模式：不区分用户空间和内核空间，很不安全。
- 8086的分段模式
- IA32的带保护模式的平坦模式
数据格式
- 由于是从16位体系结构扩展成32位，intel用术语字（word）表示16位数据类型，因此32位为双字（double words），64位数为4字（quad words）。
以下是比较容易模糊的数据类型大小：
32位机上：float 4 long int 4 double 8 longlong 8 char* 4 unsigned long 4
64位机上：float 4 long int 8 double 8 longlong 8 char* 8 unsigned long 8
另外，GCC 用long double表示扩展精度(10字节)，出于存储器性能考虑，会被存储为12字节
访问信息
- 一个IA32 CPU包含一组8个存储32位值的寄存器，用以存整数数据和指针：eax,ecx,edx,ebx,esi,edi esp,ebp。大多数情况下前六个都用作通用寄存器，eax,ecx,edx的存储和恢复惯例不同于ebx,edi,esi（前三者为被调用者保存，后三者为调用者保存，详见3.7.3）；最后两个用于存储指针，由于在过处理中非常重要，分别指向栈帧的顶部和底部，必须保持。
操作数指示符
- 大多数指令有一到多个操作数，操作数有三种：
立即数：即常数值
寄存器：表示某个寄存器内容
存储器引用：根据计算出来的地址（通常称有效地址）访问某个存储器位置
因此寻址方式也有多种，如：立即数寻址、寄存器寻址、绝对寻址、间接寻址、变址寻址、伸缩化 的变址寻址……
数据传送指令
-
几个重要数据传送指令：mov族（之所以称这为族是因为mov指令还有很多兄弟指令如movb、movw、movsb、movzb，这是我个人对它们的称呼，便于记忆mov其他几个比较低调的兄弟）、pop、push。同时，对于mov族，movb、movw自不必做过多解释，movsb、movzb分别为符号扩展、零扩展，它们只拷贝一个字节，源操作数均为单字节，并设置目的操作数中其余的位，效果如下：
初始假设：%dh=8D %eax=98765432
1 movb %dh,%al ;%eax=9876548D
2 movsbl %dh,%eax ;%eax=FFFFFF8D（目的操作数高24位设为源字节最高位，在这里为很显然为1，所以前24位为全F）
3 movzbl %dh,%eax ;%eax=0000008D（目的操作数高24位被设为0） -
对于pushl指令等价于：
subl $4,%esp
movl %ebp,(%esp) //注意这里的括号引起的差别popl指令等价于：
movl (%esp),%eax
addl $4,%esp
第六周博客链接及主要内容
看的见的手
- 计算机是一个神秘的家伙，它的很多秘密我们都看不到，不过有了ISA的帮忙，我们就可以了解到很多计算机的秘密。比如hzy现在写博文的时候，CPU到底在干什么呢？
- 理论上来讲，我们在编写一个程序的时候，我们是可以知道CPU的状态的。因为在你观察程序的汇编指令时，你可以知道当程序执行到某个地方，寄存器、存储器以及条件码寄存器等等的状态是如何的。说到底，无论是寄存器，存储器还是条件码寄存器等等，都是汇编指令可以访问的处理器状态。在设计和实现一个处理器的时候，只要我们能保证机器级程序（比如汇编程序）可以正常的访问程序猿可见状态（比如寄存器、存储器），那么就不太需要非得按照ISA真正的方式来表示我们的处理器状态。
- 对于Y86来说，它的程序猿可见状态就是这几种：寄存器、存储器、条件码、PC、程序状态。
- 在Y86当中，寄存器依旧是8个，每一个寄存器可以存储一个字，也就是一个32位二进制。条件码是一个一位二进制的寄存器，保存着最近的算术或逻辑运算所造成的影响的信息。PC则是程序计数器，记录当前正在执行的指令的地址。
- 存储器则是一个很大的字节数组，Y86的程序可以使用虚拟地址（类似于数组的下标）来访问存储器，硬件和操作系统会将虚拟地址翻译为实际的地址。最后一个程序状态（stat），它则代表着程序的运行情况。
- 这些都是可见的状态，或者说机器级程序可访问的CPU状态，我们在设计和实现一个处理器的时候，就是设计一系列指令去操作这些状态。
第七周博客链接及主要内容
局部性小结
重复引用同一个变量的程序有良好的时间局部性
对于具有步长为k的引用模式的程序，步长越小，空间局部性越好。
对于取指令来说，循环具有良好的时间和空间局部性。循环体越小，迭代次数越多局部性越好。
收获
- 最大的收获莫过于，你永远需要一个plan B,强如AlphaGo这样的非人类都有失算的时候，何况我们这些计算当量只有几bit的寻常人。狡兔尚有三窟，我们多准备一个PLAN B永远不吃亏。
- 在学习Linux的时候，因为某些偶然原因和必然因素，我学习了装双系统，想来也是为计算机应用水平测试打下了一定的基础。
- 同时，加深了对c,汇编，硬件的认识。虽然还没有形成体系，但是这不妨碍我为以后编写更加高效的代码带下夯实的基础。
- 从更高处望去，必然是不一样的景色。这，是我现在最深的领悟。
不足
- 说来说去，永远是那永恒不变的话题————学习不够深入，知识点掌握的不够透彻。
- 造成以上结果的原因是多方面的。第一个原因，学习的很多内容没有复习，只是学一遍，印象并不深刻，可能放下书之后就忘了所学的内容，没有做到反复阅读教材。第二个原因是心不够静，太急于求成，想一口吃成胖子，可惜我的消化能力不够。第三个原因为是天赋所限，真的是能力不济，纵绞尽脑汁，也无法得其真谛。爱因斯坦说，“天才就是1%的灵感加上99%的汗水；关键是那1%的灵感。”我仿佛听见了爱因斯坦的笑声。
- 不说了，满满的都是不足。
课程建议和意见
- 还记得那是一个阳光明媚的下午，所有同学的感受都是一样的，那就是————娄老师，有你在，天都好了。那周适逢国庆，娄老师紧跟时代潮流，开创了信息安全系统假期无作业的先例，不由得想起归有光所写的，“今已亭亭如盖矣。”师恩浩荡，现在想起，仍喜矣，泣矣。不奢求所有的法定节假日，但求一个元旦，不过貌似元旦课程就结束了。。
学习进度条
| 代码行数（新增/累积） | 博客量（新增/累积） | 学习时间（新增/累积） | 重要成长 | |
|---|---|---|---|---|
| 目标 | 5000行 | 30篇 | 400小时 | |
| 第一周 | 120/200 | 1/2 | 16/16 | 学习Linux核心命令 |
| 第二周 | 100/200 | 1/3 | 30/46 | 学习vim，gcc以及gdb的基本操作 |
| 第三周 | 30/230 | 1/4 | 15/61 | 对信息的表示和处理有更深入的理解 |
| 第四周 | 30/260 | 1/5 | 22/83 | 双系统的探索 |
| 第五周 | 130/390 | 1/6 | 25/108 | 汇编的深入学习 |
| 第六周 | 60/450 | 1/7 | 25/133 | 熟悉了Y86模拟器 |
| 第七周 | 60/510 | 2/9 | 20/153 | 掌握局部性原理 |
| 第八周 | 0/510 | 2/11 | 16/169 | 期中总结 |
