第13章 保护和安全

系统安全的基本概念

系统安全是指保护计算机系统免受自然灾害、意外事故和人为破坏，确保系统正常运行和数据安全。

威胁类型

• 自然灾害：地震、火灾、洪水等
• 硬件故障：磁盘损坏、内存故障等
• 软件故障：程序bug、系统崩溃等
• 人为破坏：恶意攻击、误操作等
• 网络攻击：病毒、木马、钓鱼等

保护机制

保护域

• 保护域是一组对象及对这些对象的操作权限的集合
• 访问权限定义了主体（用户、进程）对客体（文件、设备）的操作类型
• 保护矩阵记录了主体对客体的访问权限

访问控制

• 访问控制列表（ACL）：为每个对象记录各主体的访问权限
• 能力表：为每个主体记录可访问的对象列表
• 权限检查：访问时检查权限是否被授予

加密技术

• 对称加密：加密解密使用相同密钥（DES、AES）
• 非对称加密：加密解密使用不同密钥（RSA、ECC）
• 哈希函数：数据完整性验证（MD5、SHA）
• 数字签名：身份认证和不可否认性

用户认证

身份认证方式

• 知识因子：密码、PIN码等
• 拥有因子：身份证、智能卡等
• 生物因子：指纹、人脸识别等

多因子认证

• 双因子认证：结合两种不同类型的认证因子
• 多因子认证：结合三种或更多认证因子
• 单点登录（SSO）：一次认证，多系统访问

审计和监控

安全审计

• 日志记录：记录系统操作和事件
• 审计分析：分析日志发现安全威胁
• 实时监控：监控系统状态和异常行为

入侵检测

• 基于特征的检测：已知攻击模式匹配
• 基于异常的检测：检测异常行为模式
• 混合检测：结合特征和异常检测

数据保护

数据加密

• 传输加密：SSL/TLS保护网络传输
• 存储加密：数据库、文件加密
• 端到端加密：通信双方直接加密

数据备份和恢复

• 完整备份：备份所有数据
• 增量备份：只备份变更数据
• 差异备份：备份与完整备份的差异

数据完整性

• 奇偶校验：检测数据错误
• 循环冗余校验（CRC）：数据传输完整性
• 数字指纹：数据唯一标识

访问控制

自主访问控制（DAC）

• 用户自主决定谁可以访问其资源
• 灵活性高，但安全性相对较低
• 典型实现：Unix文件权限、Windows ACL

强制访问控制（MAC）

• 系统强制执行访问控制策略
• 用户无法改变访问权限
• 适合高安全级别环境

基于角色的访问控制（RBAC）

• 根据用户角色定义权限
• 简化权限管理
• 广泛应用于企业系统

安全策略

安全策略框架

• 机密性：防止信息泄露
• 完整性：防止信息被篡改
• 可用性：确保系统和数据可用
• 不可否认性：防止用户否认其操作

安全等级分类

• 绝密（Top Secret）：最高保密要求
• 机密（Secret）：重要保密信息
• 秘密（Confidential）：内部使用
• 无分类（Unclassified）：公开信息

网络安全

网络安全威胁

• 窃听：截获网络传输数据
• 篡改：修改传输中的数据
• 伪造：冒充合法用户或系统
• 拒绝服务（DoS）：使系统无法提供正常服务

网络防护措施

• 防火墙：网络边界防护
• 入侵检测系统（IDS）：实时监控网络攻击
• 虚拟专用网络（VPN）：安全远程访问
• 网络隔离：隔离不同安全级别的网络

系统安全加固

操作系统安全配置

• 最小权限原则：用户只获得必要权限
• 默认拒绝：默认拒绝所有访问请求
• 安全更新：及时安装安全补丁
• 服务最小化：只开启必要的系统服务

应用安全

• 输入验证：检查用户输入的合法性
• 输出编码：防止输出注入攻击
• 会话管理：安全的会话控制
• 错误处理：避免泄露敏感信息

恶意软件防护

恶意软件类型

• 病毒：自我复制的恶意程序
• 蠕虫：通过网络传播的恶意程序
• 特洛伊木马：伪装成正常软件的恶意程序
• 勒索软件：加密数据勒索赎金

防护措施

• 杀毒软件：实时检测和清除恶意软件
• 行为监控：监控程序异常行为
• 白名单机制：只允许可信程序运行
• 用户教育：提高用户安全意识

安全事件响应

事件响应流程

1. 准备阶段：建立应急响应机制
2. 识别阶段：发现和确认安全事件
3. 遏制阶段：限制事件影响范围
4. 根除阶段：消除威胁根源
5. 恢复阶段：恢复正常服务
6. 总结阶段：分析经验教训

数字取证

• 证据收集：保全相关数据和日志
• 证据分析：还原攻击过程和影响
• 证据保护：确保证据的完整性
• 报告编写：提供详细的技术分析报告