9.安全性、可靠性、系统性能评测

可靠性

　　3个阶段：浴盆曲线

　　

　　失效率(λ)：单位时间内，失效的元件数与元件总数的比率；可靠性与失效率有关。

　　平均无故障时间(MTBF)：两次故障间系统能够正常工作的时间平均值.MTBF=1/λ

　　平均修复时间（MTRF）:从故障发生到机器修复平均所需时间。体现可维护性。

　　可用性（A）：计算机的使用效率，以系统在执行任务的任意时刻能偶正常工作的概率来表示。 A=MTBF/(MTBF+MTRF)

　　可靠性模型：

　　　　串联系统：可靠性降低：R=R1*R2*R3*……*Rn；失效率升高：λ=λ1+λ2+……+λn

　　　　并联系统：冗余。可靠性升高：R=1-（1-R1）*（1-R2）*（1-R3）*……*（1-Rn）；失效率降低：

 

　　　　模冗余系统：表决。由m（=2n+1，为奇数）个相同的子系统和一个表决器组成。经表决器表决之后，占多数相同结果的输出为系统的输出。

　　　　　　可靠性：‍‍

 

数据安全与保密

1.对称加密技术

　　特征：

　　　　加密秘钥、解密秘钥相同；或者不同，但是很容易从任意一个推导出另一个（两个秘钥相关）

　　　　由双方保密

　　算法：

　　　　DES：替换、移位。把64位的明文输入块变为64位的密文输出块,它所使用的密钥也是64位（其中，56位有效秘钥，8位校验位），经过16次迭代。加密速度快，秘钥产生容易，数据位数不变。攻击：穷举搜索攻击（秘钥较短）

　　　　3DES，三重DES：即用两个64位的秘钥K1、k2，有效秘钥位（56+56）。发送发用K1加密，K2解密，再用K1加密。接收方用K1解密，K2加密，K1解密。加密解密过程互逆，效果相当于秘钥长度加倍

　　　　　　

　　　　RC-5(Rivest Cipher5):1994年由Ron Rivest开发出的

　　　　IDEA算法，即PES算法：国际数据加密算法，明文、密文都是64位，密钥长度为123位。比DES性能好，对计算机功能要求没那么高。由PGP（Pretty Good Privacy）系统使用

　　适合：加密数据量大的数据，效率高

　　缺点：

　　　　在电子商务中的问题：

　　　　1.秘钥难以传输（信息安全，非对称加密）

　　　　2.秘钥的数目难以管理（与不同接受者通信，需要不同的秘钥，非对称加密）

　　　　3.对称加密算法一般不能提供信息完整性的鉴别（信息摘要）

　　　　4.对称秘钥的管理、分发工作是一件具有潜在危险和繁琐的过程

2.非对称加密技术

　　加密秘钥、解密秘钥不同，且从任意一个无法推导出另一个。配对使用，加密用公钥，解密用私钥，反之也可以，多用为数字签名。

　　算法：RSA算法

　　目的：为解决信息公开传送、秘钥管理问题（保密好私钥，公钥发在服务器，供人下载）

　　

　　适合：数据量小的数据（效率低）；不易破解

3.信息摘要

　　特征：输出固定长度的字符；生成速度非常快；根据输出数据无法还原输入数据；

　　摘要算法：MD5（广泛，散列值：128bit，即输出）；SHA(散列值：128bit、160bit，安全性较高) 

　　目的：传输过程中，验证数据是否被篡改、是否完整，确认信息的正确性

　　应用：用户密码保存；密文产生信息摘要（防止传输过程中篡改信息）

　　

4.数字签名

　　目的：确认身份

　　1.发送者难以否认，确认自己签署

　　2.接收者不能篡改，文件的真实性

　　对信息摘要进行数字签名,非对称加密体系，且发送者的私钥加密，发送者的公钥解密，来确认发送者身份，不可颠倒。原因：不需要对所有数据进行加密，只需要产生一定的特征数据，确保数据未被篡改、确认用户身份，极大程度降低认证数据的大小，提高效率，且认证数据具有消息的特征

　　信息传递使用对称加密体系，使用接收者和发送者共享的会话秘钥。原因：数据量大，加密效率高

　　

5.数字时间戳

　　数字时间戳服务（DTS,Digital Time Stamp Service）

　　网上电子商务安全，电子文件的日期+时间信息的安全保护

　　数字签名技术的一种变种应用。

　　时间戳：经加密后形成的凭证文档。文件摘要+DTS收到文件的日期及时间+DTS的数字签名

　　

6.SSL安全协议（安全套接层（Secure Sockets Layer）协议）：

　　网景公司（Netscape Communication）设计开发

　　提高应用程序之间数据的通信安全系数。https用了此技术，银行

　　保证任何安装了安全套接字的客户、服务器间事务安全的协议。设计所有TCP/IP应用程序

　　主要提供的服务：用户、服务器的合法性认证（各自的识别号（公开秘钥））+加密数据以隐藏被传送的数据+保护数据的完整性（Hash函数） 

　　实现过程:接通、密码交换（RSA、Diffie-Hellmanf、Fortezza-KEA密码算法）、会谈密码、检验、客户认证、结束　　

　　扩展：

　　　　http以明文进行传输

　　　　RSA:将两个大质数相乘十分容易，但是想要对其乘积进行因式分解却极其困难，因此可以将乘积公开作为加密密钥

 

网络安全

威胁：

　　1.网络上存在秘密信息（有价值的信息）

　　2.网络系统存在缺陷（规模增大，缺陷不可避免）

　　3.传输的可控性差（中间环节难以控制）

　　4.网络协议存在不完善的地方

信息存储安全：

　　1.用户的标识与验证（用户名、密码）

　　2.用户存取权限控制

　　3.系统安全监控（防火墙、）

　　4.计算机病毒防治（杀毒软件）

　　5.数据加密（对称、非对称加密体系）

信息传输加密：

　　1.链路加密（两个节点间，通信线路上的信息进行加密，节点中是明文出现，传输介质中密文加密。防止从传输介质中盗取数据。信道加密机）

　　2.节点加密（每个节点中，信息以密文出现，节点中可以加密、解密）

　　3.端-端加密（发送者到接收者中间所有的的传输都是加密过的数据，在端点间进行加密、解密。节点只负责转发）

1.VPN技术

　　虚拟专用网，是企业网在公共网（Internet）上的延伸。通过私有通道在公共网络上创建一个安全的私有路径，可以当做内部网直接使用

　　　　

2.防火墙技术

　　建立在内外网络边界上的过滤封锁机制

　　类型：

　　　　1.包过滤防火墙，即屏蔽路由器：网络层。对数据包进行检查（源地址、目的地址、端口），过滤带欺骗性的数据包,。

　　　　位于内外网之间

　　　　优点：处理速度快；费用低（许多路由软件已包含）；对用户透明

　　　　缺点：（无法对应用层的协议进行识别，无法防止黑客工具）

　　　　　　维护比较困难，只能阻止少部分IP欺骗

　　　　　　不支持有效的用户认证；（应用层）

　　　　　　日志功能有限；

　　　　　　过滤规则增加会大大降低吞吐量

　　　　　　无法对信息提供全面的控制；（应用层）

　　　　

　　　　2.应用代理网关防火墙：处于内网与外网之间。优点：识别应用层协议。缺点：难以配置，处理速度慢（每个请求对应一个独立的代理进程，请求量大，导致相应速度慢）

　　　　（1）双穴主机=堡垒主机=双宿网关防火墙：外网将信息给双穴主机，然后双穴主机将信息传给内部网络；或用户访问双穴主机，然后双穴主机访问Internet，即以双穴主机的名义访问Internet

　　　　　　优点：安全性>屏蔽路由器

　　　　　　缺点：入侵者一旦得到双穴主机的访问权，内部网络就会被入侵，因此需具有强大的身份认证系统，才可以阻挡来自外部的不可信网络的非法入侵

　　　　　　

　　　　3.状态监测技术防火墙：前两种的结合。基于TCP连接，建立三次握手对应状态变化，有状态连接表进行匹配。速度比应用代理网关防火墙快，具有一定的数据包分析功能。

　　　　（1）屏蔽主机防火墙：堡垒主机（应用层安全）+屏蔽路由器（网络层安全，包过滤）

　　　　内部网络——堡垒主机；堡垒主机——屏蔽路由器；屏蔽路由器——外网

　　　　缺点：堡垒主机可能被绕过，堡垒主机与其他内部主机之间没有任何保护网络安全的东西存在，一旦被攻破，内网将暴露

　　　　

　　　　（2）屏蔽子网防火墙——单DMZ防火墙

　　　　攻击需要经历3道关卡，攻击难度提高，安全系数提高

　　　　应用网关：企业的外部web服务器，需要被Internet上的用户访问到

　　　　优点：定义了“非军事区(DMZ)”网络后，支持网络层、应用层安全功能，是很安全的防火墙系统

　　　　

　　　　（3）屏蔽子网防火墙——双DMZ防火墙