计算机网络安全核心知识整理

端系统：诸如个人电脑、服务器、移动设备等，这些设备直接参与数据的生成与消费过程。例如我们日常使用的手机，通过各类应用程序产生数据，如拍摄照片、发送消息等，同时也从网络中接收数据，如浏览新闻、观看视频等。
中间节点：像路由器、交换机、防火墙等。路由器依据网络地址将数据分组从一个网络转发到另一个网络；交换机在局域网内根据 MAC 地址转发数据帧；防火墙则用于保护网络免受外部非法访问和攻击。比如企业网络中，路由器连接着企业内部网络与外部互联网，交换机负责企业内部各部门设备之间的数据交换，防火墙阻挡外部恶意攻击，保障企业网络安全。

二、网络安全属性与元属性

1. 核心安全属性（CIA）

机密性（Confidentiality）：通过加密技术、访问控制策略等手段，确保信息仅能被授权的主体访问。例如银行客户的账户信息，在存储和传输过程中都进行加密处理，只有客户本人和经过授权的银行工作人员在特定权限下才能查看。
完整性（Integrity）：利用哈希算法、数字签名等技术，保证信息在存储、传输和处理过程中未被篡改或破坏。比如软件发布时，软件厂商会为软件生成数字签名，用户下载软件后可通过验证数字签名来确认软件在传输过程中没有被篡改。
可用性（Availability）：借助冗余设计、负载均衡、灾难恢复等措施，保障系统与服务能够持续正常运行，满足用户的访问需求。像大型电商平台，在购物高峰期通过负载均衡技术将大量用户请求分配到多个服务器上进行处理，同时具备完善的灾难恢复机制，以确保平台始终能为用户提供服务。

2. 四大基本元属性

元属性分类	具体内容	核心目标
机密性	– 信息加密：运用加密算法将明文转换为密文，防止信息被窃取者直接读取。 – 访问控制：依据用户身份、权限等因素，限制对信息的访问，只有具备相应权限的用户才能获取信息。	保护信息不泄露
可鉴别性	– 完整性：确保信息在传输或存储过程中未被修改，维持信息的原始状态。 – 真实性：确认信息来源真实可靠，不是伪造的。 – 不可抵赖性：通过数字签名、认证机制等手段，使得信息发送者无法否认其发送行为。	确保信息可信与不可否认
可用性	– 稳定性：系统在长时间运行过程中，保持性能稳定，不出现频繁故障。 – 可靠性：系统能够按照预期的功能和性能要求持续运行，完成既定任务。 – 可维护性：在系统出现故障或需要升级时，能够方便快捷地进行维护和修复。 – 可生存性：当系统遭受攻击或发生故障时，具备一定的抗攻击能力和自我恢复能力，保障关键功能的持续运行。	保障系统持续可用
可控性	– 可管理性：能够对网络系统中的设备、用户、资源等进行有效的管理和配置。 – 可记账性：记录和跟踪用户对系统资源的使用情况，以便进行计费、审计等操作。 – 可追溯性：对系统中的操作和事件能够追溯到其发起者和详细过程。 – 可审计性：对系统的操作和行为进行审查和评估，确保其符合安全策略和法规要求。	实现安全策略落地

三、网络空间安全体系

1. 技术与社会层面的安全要素

技术层面（网络属性）：主要聚焦于设施（硬件）和数据（代码与信息）。设施方面，要确保网络设备的物理安全，防止设备被盗、损坏或遭受物理攻击；同时保证设备的正常运行，及时进行维护和升级。数据方面，不仅要保障数据的存储安全，防止数据丢失、损坏，还要确保数据在传输过程中的安全，防止数据被窃取、篡改。例如企业的服务器作为重要设施，需要放置在安全的机房环境中，并配备不间断电源等设备保障其持续运行；企业的业务数据在存储和传输时都要进行加密处理。
社会层面（空间属性）：重点关注用户（操作主体）和操作（行为过程）。用户方面，要对用户进行身份认证和授权管理，确保只有合法用户能够访问系统资源；同时要加强用户的安全意识培训，防止用户因自身安全意识不足而遭受网络攻击或导致安全事故。操作方面，要对用户的操作行为进行监控和审计，及时发现和阻止异常操作和违规行为。比如企业通过设置复杂的用户密码策略、定期进行安全培训等方式来提高用户安全性；通过操作日志记录和分析，对员工在系统中的操作行为进行监管。

2. 安全措施的核心维度

围绕信息的获取、传输、处理、应用四大功能展开。在信息获取阶段，要确保获取来源的合法性和安全性，防止从恶意或不可信的来源获取信息；在传输过程中，采用加密技术保障信息的机密性和完整性，防止信息被窃取或篡改；信息处理阶段，要保证处理过程的正确性和安全性，防止因程序漏洞或恶意软件导致信息被错误处理或泄露；在应用环节，对用户的应用操作进行严格的权限控制，确保用户只能在授权范围内使用信息。

针对设施、数据、用户、操作四大要素实施保障措施。对于设施，进行定期的安全检查和维护，采取物理安全防护措施；针对数据，进行数据备份、加密存储和传输；对于用户，实施身份认证、权限管理和安全培训；针对操作，建立操作规范和审计机制。通过这些措施，全面保障 CIA 等安全属性，构建一个安全可靠的网络空间环境。

四、网络攻击分类与实施过程

1. 攻击类型划分

按来源：
- 外部攻击：来自网络外部非授权人员的攻击，如黑客通过互联网对企业网络进行的入侵，试图窃取企业机密数据或破坏企业网络服务。
- 内部攻击：由网络内部人员发起的攻击，可能是员工因个人原因故意破坏企业网络系统，或者员工因安全意识不足，误操作导致病毒传播等安全事故。
- 行为滥用：内部人员合法使用系统权限，但滥用这些权限进行违规操作，如员工私自下载大量企业敏感数据，并非法传播。
按影响：
- 被动攻击：
  - 监听：攻击者通过网络嗅探工具，捕获网络传输中的数据，获取其中的敏感信息，如用户名、密码等。
  - 截获：截取网络传输中的数据，使数据无法到达预期接收者，影响数据的正常传输。
  - 通信流量分析：通过分析网络流量的特征，如流量大小、流向、通信频率等，推断出网络中传输的信息类型、通信双方的关系等，虽不直接获取数据内容，但可能对网络安全造成潜在威胁。这些被动攻击主要针对机密性。
- 主动攻击：
  - 中断：通过发送大量恶意请求或利用系统漏洞，使目标系统或服务瘫痪，无法正常提供服务，严重影响可用性。例如分布式拒绝服务（DDoS）攻击，攻击者控制大量僵尸网络向目标服务器发送海量请求，耗尽服务器资源，导致服务器无法响应正常用户请求。
  - 重放：攻击者截获并存储合法的通信数据，之后在合适的时机重新发送这些数据，以欺骗接收方，破坏可鉴别性。比如在一些金融交易场景中，重放攻击可能导致重复支付等问题。
  - 篡改：攻击者修改网络传输中的数据内容，破坏数据的完整性。例如篡改电子邮件内容，使邮件传达错误信息。
  - 伪造：攻击者伪造数据来源或身份，以假乱真，破坏真实性。如伪造合法用户的身份登录系统，获取敏感信息。

2. 攻击实施流程

网络侦察：攻击者利用各种工具和技术，收集目标网络的信息，包括目标的 IP 地址范围、开放的服务端口、运行的操作系统类型等。例如使用 Nmap 等扫描工具对目标网络进行探测，了解目标网络的基本架构和存在的潜在漏洞。
网络扫描：在获取目标网络基本信息后，进一步探测系统中存在的漏洞以及开放的服务。通过漏洞扫描工具，如 OpenVAS 等，查找目标系统中已知的安全漏洞，如操作系统漏洞、应用程序漏洞等；同时扫描开放的服务端口，分析这些服务可能存在的安全风险。
网络渗透：根据侦察和扫描阶段发现的漏洞，攻击者利用相应的漏洞利用工具或编写攻击代码，尝试获取目标系统的初步访问权限。例如利用操作系统的缓冲区溢出漏洞，注入恶意代码，从而在目标系统上执行攻击者的指令，获取一个低权限的用户账号。
权限提升：获取初步权限后，攻击者并不满足于此，通过各种手段提升自己在目标系统中的权限，以获取管理员或更高权限。这可能包括利用系统配置错误、弱密码等方式，进一步扩大自己在目标系统中的控制范围，例如通过破解管理员密码，获取系统的完全控制权。
维持及破坏：获得高权限后，攻击者会在目标系统中植入后门程序，以便日后能够持续访问目标系统；同时开始窃取目标系统中的敏感数据，如企业机密文件、用户账号密码等；或者对目标系统进行破坏，如删除重要文件、格式化硬盘等，造成目标系统的严重损坏。
毁踪灭迹：为了逃避检测和追踪，攻击者在完成攻击后，会采取一系列措施删除日志文件、隐藏攻击痕迹。例如删除系统操作日志中与自己攻击行为相关的记录，修改系统文件时间戳等，使管理员难以发现攻击的发生以及攻击者的操作过程。

五、安全模型与标准

1. P2DR（PPDR）模型

防护（Protection）：采用多种技术手段构建基础防御体系。防火墙通过访问控制策略，阻挡外部非法网络访问；加密技术对数据进行加密，保障数据在存储和传输过程中的机密性；访问控制机制限制用户对系统资源的访问权限，确保只有合法用户能够进行相应操作。例如企业网络通过部署防火墙，阻止外部未经授权的 IP 地址访问企业内部服务器；对重要数据文件进行加密存储，防止数据被窃取后泄露内容。
检测（Detection）：利用入侵检测系统（IDS）实时监测网络流量和系统活动，识别异常行为和潜在的攻击迹象。IDS 通过分析网络数据包的特征、流量模式以及系统日志等信息，判断是否存在攻击行为。例如当发现某个 IP 地址短时间内向企业网络发送大量异常请求时，IDS 能够及时发出警报，提示管理员可能存在攻击行为。
响应（Response）：一旦检测到攻击行为，立即启动应急响应机制。采取措施如阻断攻击源的网络连接，防止攻击进一步扩大；对受攻击的系统进行隔离，避免影响其他系统；同时组织安全团队对攻击进行分析，制定应对策略，尽快恢复系统正常运行。例如在发现企业网站遭受 DDoS 攻击时，迅速联系网络服务提供商，封锁攻击源 IP 地址，并对网站服务器进行流量清洗，恢复网站正常访问。
恢复（Recovery）：在攻击结束后，对受破坏的系统和数据进行修复和恢复。恢复系统的正常配置和运行状态，确保系统能够重新提供服务；通过数据备份，恢复丢失或损坏的数据，保证业务的连续性。比如企业服务器因遭受病毒攻击导致数据丢失，利用之前定期备份的数据进行恢复，使企业业务能够尽快恢复正常运营。

2. IATF 模型核心要素

人：作为安全策略的制定者与执行者，人的因素至关重要。安全专家负责制定符合企业需求和安全标准的安全策略，包括访问控制策略、数据保护策略等；企业员工则需要严格执行这些策略，如遵守密码设置规范、不随意点击可疑链接等。例如企业安全部门的专家根据企业业务特点和风险评估结果，制定了详细的网络安全策略，而全体员工通过定期的安全培训，了解并遵守这些策略，共同维护企业网络安全。
技术：涵盖各种安全工具与方案。防火墙、IDS、加密算法、身份认证系统等技术手段共同构建起网络安全防护体系。防火墙阻挡外部非法访问，IDS 监测网络攻击，加密算法保障数据安全，身份认证系统确保用户身份合法。比如企业通过部署防火墙和 IDS，结合使用高强度的加密算法对数据进行加密，同时采用多因素身份认证系统，提高网络安全防护能力。
操作：涉及安全流程与管理。制定完善的安全操作流程，如事件响应流程、漏洞管理流程等，并进行有效的安全管理，包括人员管理、设备管理、权限管理等。例如企业建立了规范的事件响应流程，当发生安全事件时，能够按照流程快速响应和处理；通过对员工权限的合理管理，确保员工只能访问其工作所需的资源，降低安全风险。

3. ISO 7498 – 2 安全服务与机制

（1）五种安全服务

服务类型	具体内容	实现方式
鉴别	– 数据源认证：确认数据的真实来源，防止数据被伪造。 – 实体认证：验证通信双方的身份真实性，确保通信是在合法实体之间进行。	加密：通过加密技术对数据进行加密，只有拥有正确密钥的合法实体才能解密并验证数据来源和身份。数字签名：发送方对数据进行数字签名，接收方通过验证数字签名来确认数据来源和发送方身份。认证交换：通信双方通过交换认证信息，如密码、令牌等，进行身份验证。
访问控制	– 限制未授权访问：根据用户的身份和权限，控制其对系统资源的访问，防止非法用户访问敏感信息。	访问控制列表：预先定义用户或用户组对资源的访问权限列表，系统根据该列表判断用户是否有权访问。认证交换：在用户访问资源前，通过认证交换确认用户身份和权限。路由控制：通过对网络路由的控制，限制某些用户或网络流量对特定资源的访问。
数据机密性	– 数据加密：将明文数据转换为密文，防止数据在传输和存储过程中被窃取者读取。 – 业务流机密性：对网络业务流的特征进行隐藏，防止攻击者通过分析业务流获取敏感信息。	加密：采用加密算法对数据进行加密。通信填充：在网络通信中填充一些虚假数据，使攻击者难以通过分析流量特征获取有用信息。路由控制：通过合理选择路由路径，隐藏业务流的真实目的地和来源。
数据完整性	– 确保数据未被篡改：在数据传输和存储过程中，保证数据的完整性，一旦数据被篡改能够及时发现。	加密：通过加密技术结合哈希算法，对数据进行加密和完整性校验。数字签名：发送方对数据进行数字签名，接收方通过验证数字签名和数据的哈希值来确认数据是否被篡改。完整性校验：利用哈希函数等技术计算数据的哈希值，在数据传输或存储前后对比哈希值，判断数据是否完整。
抵抗赖服务	– 防止行为抵赖：确保通信双方无法否认其发送或接收数据的行为。	数字签名：发送方对数据进行数字签名，该签名可作为发送方发送数据的不可抵赖证据。认证交换：在通信过程中，通过认证交换记录通信双方的身份和行为信息，防止抵赖。公正机制：引入第三方公正机构，对通信过程进行监督和记录，在出现纠纷时提供公正的裁决依据。

（2）八种安全机制

加密：主要用于保障数据的保密性，将明文转换为密文，只有授权的接收者拥有正确密钥才能解密读取数据。在网络通信中，如 HTTPS 协议通过加密技术保障数据在传输过程中的机密性，防止数据被窃取。
数字签名：用于实现不可否认性，发送方使用自己的私钥对数据进行签名，接收方通过发送方的公钥验证签名，以此确认数据来源的真实性和数据的完整性，同时发送方无法否认自己的签名行为。在电子合同签署场景中，数字签名被广泛应用，确保合同签署方无法抵赖签署行为。
访问控制：通过访问控制策略，如访问控制列表、角色 – 基于访问控制等方式，对用户访问系统资源的权限进行管理，保护系统的保密性和完整性，防止未授权用户访问敏感信息。企业内部网络通过设置访问控制策略，限制员工对不同级别文件和系统功能的访问权限。
数据完整性保护：采用哈希算法、消息认证码等技术，对数据进行完整性校验，确保数据在传输和存储过程中未被篡改。在文件传输过程中，发送方计算文件的哈希值并随文件一同发送，接收方接收文件后重新计算哈希值并与发送方提供的哈希值进行对比，以验证文件完整性。
认证交换：通信双方通过交换认证信息，如用户名 / 密码、一次性密码、数字证书等，进行身份验证，建立可信的通信连接。在用户登录系统时，输入用户名和密码进行认证交换，系统验证用户身份合法后，允许用户访问系统资源。
通信业务填充：为了防止攻击者通过分析网络流量特征获取敏感信息，在网络通信中填充一些虚假数据，使真实的业务流特征被隐藏。在军事通信等对保密性要求极高的场景中，常采用通信业务填充机制。
路由选择控制：通过对网络路由路径的规划与控制，确保数据传输路径的安全性，避免经过不可信或高风险的网络节点。例如，在企业网络中可设置路由策略，强制数据流量经过加密隧道或安全网关，防止敏感数据流经不安全的网络链路。
公正：引入第三方可信机构，对网络通信中的行为和数据进行公证，确保交易或操作的不可抵赖性与可追溯性。常用于电子交易、法律证据保全等场景，如通过公证机构对电子合同的签署过程进行存证，防止交易双方事后抵赖。

六、身份鉴别与安全技术演进

1. 身份鉴别基础

双向认证机制：在客户端与服务器通信时，不仅客户端需向服务器证明身份，服务器也需向客户端验证自身合法性，避免中间人攻击。例如 HTTPS 协议中，客户端通过验证服务器的数字证书确认其身份，同时服务器也可要求客户端提供证书进行双向认证。
动态口令技术：基于时间同步或事件触发生成一次性密码，避免静态密码被窃取后造成安全隐患。如 Google 身份验证器，每隔 30 秒生成一个动态密码，用户登录时需同时提供账号密码和动态口令，提升身份认证的安全性。

2. 安全技术发展历程

一代技术（20 世纪 80 年代前）：
- 用户鉴别：基于用户名与密码的简单认证方式，如早期 UNIX 系统的口令文件存储。
- 访问控制：自主访问控制（DAC）模型，用户可自主分配文件访问权限。
- 可信计算基（TCB）：通过硬件与软件结合构建安全计算环境，确保系统核心组件的可信性。
二代技术（20 世纪 90 年代 – 21 世纪初）：
- 防火墙：包过滤防火墙、状态检测防火墙，基于 IP 地址、端口等规则过滤网络流量。
- 入侵检测系统（IDS）：基于特征匹配（误用检测）与异常行为分析（异常检测）识别攻击。
- 虚拟专用网络（VPN）：通过加密隧道技术在公网上构建安全通信通道，如 IPSec VPN、SSL VPN。
- 公钥基础设施（PKI）：通过数字证书管理公钥与私钥对，实现安全通信与数字签名，如 HTTPS 中的 SSL/TLS 协议。
三代技术（21 世纪以来）：
- 入侵容忍技术：即使系统被部分入侵，仍能通过冗余设计、故障隔离等机制维持核心功能的可用性与数据完整性。例如采用多副本容错架构，当部分节点被攻击时，其他健康节点仍可提供服务。
- 可信计算技术：引入可信平台模块（TPM），从硬件层面确保系统启动过程的可信验证，如 Windows 10 的安全启动（Secure Boot）机制。
- 软件定义安全（SDS）：通过软件定义网络（SDN）架构实现安全策略的集中管理与动态调整，提升网络安全的灵活性与响应速度。

七、中间盒子与端到端原则

1. 端到端原则核心思想

网络的核心功能应置于端系统中，中间节点仅负责基本的数据转发，避免在中间环节实现复杂的功能逻辑。例如 TCP 协议的拥塞控制、错误恢复等机制主要在端系统实现，路由器仅按路由表转发数据包。

2. 中间盒子对原则的挑战

单一故障点风险：如防火墙作为中间盒子，若自身遭受攻击或出现故障，可能导致整个网络通信中断。例如 2016 年某运营商防火墙漏洞被利用，导致部分区域网络瘫痪。
攻击面扩展：中间盒子需实现复杂功能（如 NAT 地址转换、应用层代理），可能引入新的安全漏洞。例如某品牌路由器因固件漏洞，被黑客远程植入后门，成为僵尸网络节点。
隐私与合规冲突：中间盒子在处理数据时可能需要解析应用层内容（如深度包检测 DPI），违反用户数据隐私保护原则，如欧盟 GDPR 法规对数据处理的严格限制。

3. 典型中间盒子安全问题

路由器：路由表欺骗攻击（如 BGP 路由劫持）、固件漏洞（如 Cisco IOS 漏洞导致远程代码执行）。
负载均衡器：会话劫持攻击，攻击者通过篡改负载均衡器的会话分配规则，获取用户通信数据。
内容过滤设备：绕过过滤机制，如通过加密流量（HTTPS）传输被过滤内容，导致过滤设备失效。

八、加密算法基础

1. 对称加密算法

（1）AES（高级加密标准）

核心参数：分组长度 128 位，密钥长度支持 128/192/256 位，采用替代 – 置换网络（SPN）结构。
加密流程：
1. 密钥扩展：将原始密钥生成多轮加密所需的子密钥。
2. 初始轮密钥加：明文与第一轮子密钥异或。
3. 多轮变换（10 – 14 轮，依密钥长度而定）：包括字节替换（SubBytes）、行移位（ShiftRows）、列混合（MixColumns）、轮密钥加（AddRoundKey）。
4. 最后一轮省略列混合变换。
应用场景：HTTPS 中的会话密钥加密、磁盘加密（如 BitLocker）、VPN 数据传输加密。

（2）DES（数据加密标准）

历史背景：1977 年由美国 NIST 发布，分组长度 64 位，密钥长度 56 位（8 位校验位），因密钥长度不足已被 AES 取代。
三重 DES（3DES）：通过三次 DES 加密（EDE 模式：加密 – 解密 – 加密），将密钥长度提升至 112 位或 168 位，作为过渡方案仍应用于部分金融系统。

2. 非对称加密算法对比

算法	密钥生成原理	安全性基础	性能特点	典型应用
RSA	基于大整数分解难题	分解 n=p×q 的计算复杂性	加密速度慢	数字签名、SSL/TLS 密钥交换
Elgamal	基于离散对数难题	在有限域上求解离散对数	密文长度可变	数字签名、密钥交换
ECC（椭圆曲线加密）	基于椭圆曲线上的离散对数难题	椭圆曲线点群上的运算难题	密钥长度更短	移动设备加密、区块链签名

3. 哈希算法与消息认证码

SHA 系列（安全哈希算法）

SHA – 256：输入任意长度数据，输出 256 位哈希值，广泛用于区块链（如比特币区块哈希）、文件完整性校验（如 Linux 的 sha256sum 命令）。
SHA – 3（Keccak）：2012 年取代 SHA – 2 的新一代标准，采用海绵结构，抗碰撞能力更强。

HMAC（哈希消息认证码）

实现方式：将密钥与消息结合后进行哈希运算，公式为 HMAC (K, M) = H ((K’ ⊕ opad) || H ((K’ ⊕ ipad) || M))，其中 K’ 为密钥填充至哈希块长度，ipad/opad 为固定填充值。
应用场景：API 接口签名（如 GitHub 的 Webhook 签名）、VPN 协议中的数据完整性校验（如 IPSec 的 AH 协议）。

RSA 算法核心公式

密钥生成：选大素数 p、q，计算 n=p×q，φ(n)=(p-1)(q-1)，选 e 与 φ(n) 互质，求 d 满足 ed ≡ 1 mod φ(n)。
加密：M^e mod n = C（M 为明文，C 为密文）。
解密：C^d mod n = M。

Elgamal 算法流程

加密：
1. 公钥 Y=α^X mod q（α 为原根，q 为素数，X 为私钥）。
2. 随机选 k，计算 U=Y^k mod q，m1=α^k mod q，m2=(U×M) mod q。
3. 密文为 (m1, m2)。
解密：
1. 计算 U’=m1^X mod q。
2. 明文 M=m2×(U’)^(-1) mod q。

九、安全案例与技术应用

案例五：供应链攻击之 SolarWinds 事件

（1）攻击链分析

供应链渗透：黑客入侵 IT 管理软件厂商 SolarWinds 的构建服务器，在 Orion 软件更新包中植入后门（Sunburst 后门）。
分发与感染：约 1.8 万名客户下载含后门的更新包，使恶意代码进入企业内网。
权限提升与横向移动：利用域管理员权限渗透至微软、美国财政部等核心网络，窃取敏感数据。
长期潜伏：后门通过 HTTPS 加密通信，伪装成正常软件更新，持续监控数月未被发现。

（2）防御启示

软件供应链安全审计：要求供应商提供代码签名、构建环境监控报告，如美国国防部的供应链安全标准（DoD 5200.02）。
软件完整性验证：用户在安装更新前，通过哈希校验或数字签名验证安装包的完整性，如使用 GPG 工具验证 Linux 发行版镜像。

案例六：量子计算对加密算法的威胁

（1）量子攻击风险

Shor 算法：可在多项式时间内解决大整数分解和离散对数问题，使 RSA、Elgamal 等算法在量子计算机面前失效。例如，一台 5000 量子比特的计算机可能在数小时内破解 2048 位 RSA 密钥。
Grover 算法：将对称加密的暴力破解复杂度从 2^n 降至 2^(n/2)，使 AES – 128 的安全性等效于 AES – 64，需升级至 AES – 256。

（2）后量子密码学（PQC）进展

NIST 标准化进程：2022 年选定四种抗量子算法作为第一轮标准：
- CRYSTALS – Kyber：基于格密码的密钥交换算法。
- CRYSTALS – Dilithium：基于格密码的数字签名算法。
- FALCON：基于格密码的另一种签名算法。
- Saber：基于多变量多项式的密钥封装机制。
应用部署：微软已在 Outlook 中试点部署 Kyber 算法，AWS 密钥管理服务（KMS）支持 PQC 密钥生成。

案例七：零信任架构（Zero Trust）实践

（1）核心原则

永不信任，始终验证：取消内网与外网的信任边界，所有访问请求（包括内网用户）均需经过身份认证与权限校验。
最小权限访问：用户每次访问仅获得完成任务所需的最小权限，如开发人员仅能访问当前项目相关的代码仓库。
持续信任评估：基于用户行为、设备健康状态（如杀毒软件是否更新）、网络环境等动态调整访问权限，如发现异常登录立即冻结账号。

（2）某金融机构实施案例

技术架构：
1. 身份层：采用多因素认证（硬件令牌 + 生物识别），结合 OAuth 2.0 与 OpenID Connect 实现统一身份管理。
2. 访问层：微隔离技术（如 VMware NSX）将数据中心划分为数千个微分段，通过软件定义边界（SDP）控制跨分段流量。
3. 监控层：用户和实体行为分析（UEBA）系统实时分析 300 + 维度的行为数据，如登录时间、数据访问模式，识别异常行为。
成效：内网横向移动攻击减少 92%，敏感数据泄露事件降为零，符合 PCI DSS 等合规要求。

案例八：车联网安全漏洞与防护

（1）典型攻击场景

车载网络劫持：通过 OBD 接口（诊断接口）接入车载 CAN 总线，发送伪造指令控制刹车、转向系统，如 2015 年白帽黑客远程劫持 Jeep Cherokee 的娱乐系统并干扰刹车。
通信协议破解：逆向分析车联网通信协议（如特斯拉的 TCP 协议），伪造服务器指令远程解锁车门、启动引擎。
OTA 升级攻击：篡改空中下载（OTA）升级包，植入恶意代码或使车辆系统瘫痪，如 2019 年某车企 OTA 服务器被入侵，导致部分车辆无法启动。

（2）防护技术

车载网络隔离：使用汽车以太网交换机实现 CAN 总线与娱乐系统网络的物理隔离，如宝马 i 系列车型采用的域控制器架构。
固件签名验证：OTA 升级包需包含车企私钥签名，车载系统通过公钥验证包的完整性与合法性，如特斯拉的 Secure Boot 机制。
入侵检测系统（IVI – IDS）：在车载信息娱乐系统（IVI）中部署轻量级 IDS，监控 CAN 总线数据异常，如丰田的 Connected Safety 系统。

十、网络安全合规与法律法规

1. 全球主要合规标准

标准 / 法规	适用范围	核心要求
GDPR（欧盟）	所有处理欧盟公民数据的组织	数据主体权利（删除权、可携权）、数据泄露 72 小时内报告、隐私影响评估（DPIA）
HIPAA（美国）	医疗健康行业	保护患者医疗记录隐私，要求数据加密、访问审计、业务伙伴协议（BAA）
PCI DSS	信用卡处理相关组织	禁止存储敏感磁条数据、网络分段、定期漏洞扫描、安全事件监控
等保 2.0（中国）	网络运营者	分五级防护，要求日志留存≥6 个月、渗透测试每年≥1 次、安全产品国产化要求

2. 数据跨境传输合规方案

隐私护盾（Privacy Shield）：曾允许欧盟数据流向符合条件的美国企业，2020 年被欧盟法院裁定无效后，企业转向标准合同条款（SCC）与绑定公司规则（BCR）。
本地化存储：如中国要求关键信息基础设施的数据必须在境内存储，出境需通过安全评估；印度《个人数据保护法案》要求个人数据本地存储，敏感数据出境需审批。

3. 合规审计工具

Splunk Enterprise Security：收集多源日志，自动生成合规报表（如 GDPR 的数据主体请求响应记录）。
Tenable.sc：扫描系统配置是否符合等保 2.0、PCI DSS 等标准，生成整改建议清单。
OneTrust：专注隐私合规管理，支持 DPIA 流程自动化、数据映射可视化、用户同意管理。

一、计算机网络基本组成