Tài liệu môn học về An toàn và bảo mật thông tin
Sau khi học xong bài này người học có khả năng
Kiến thức:
- Trình bày được lịch sử phát triển và sự cần thiết của an toàn thông tin;
- Trình bày được khái niệm Virus và các biện pháp phòng chống virus;
Kỹ năng: Thực hiện các thao tác an toàn thông tin với máy tính.
Thái độ:
- Cẩn thận, tỉ mỉ, tuân thủ nội qui vệ sinh và an toàn phòng thực hành;
- Tích cực vận dụng kiến thức đã học vào thực tế.
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tải về để xem bản đầy đủ
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Tài liệu môn học về An toàn và bảo mật thông tin", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
Tóm tắt nội dung tài liệu: Tài liệu môn học về An toàn và bảo mật thông tin
1 UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH HẢI PHÒNG TRƯỜNG CĐCN HẢI PHÒNG GIÁO TRÌNH Tên môn học: An toàn và bảo mật thông tin TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG HẢI PHÒNG 2 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. LỜI GIỚI THIỆU ”An toàn và bảo mật thông tin” là môn học bắt buộc trong các trường nghề. Tuỳ thuộc vào đối tượng người học và cấp bậc học mà trang bị cho học sinh, sinh viên những kiến thức cơ bản nhất. Để thống nhất chương trình và nội dung giảng dạy trong các nhà trường chúng tôi biên soạn cuốn giáo trình: An toàn và bảo mật thông tin”. Giáo trình được biên soạn phù hợp với các nghề trong các trường đào tạo nghề phục vụ theo yêu cầu của thực tế xã hội hiện nay. Tài liệu tham khảo để biên soạn gồm: [1]. Ths. Ngô Bá Hùng-Ks. Phạm Thế phi Giáo trình mạng máy tính Đại học Cần Thơ năm 2005 [2]. Đặng Xuân Hà An toàn mạng máy tính Computer Networking năm 2005 [3]. Giáo trình quản trị mạng tại website: www.ebook4you.org [4]. Bài giảng Kỹ thuật an toàn mạng Nguyễn Anh Tuấn – Trung tâm TH-NN Trí Đức. Kết hợp với kiến thức mới có liên quan môn học và những vấn đề thực tế thường gặp trong sản xuất, đời sống để giáo trình có tính thực tế cao, giúp cho người học dễ hiểu, dễ dàng lĩnh hội được kiến thức môn học. Trong quá trình biên soạn giáo trình kinh nghiệm còn hạn chế, chúng tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp của bạn đọc để lần hiệu đính sau được hoàn chỉnh hơn. Tổ bộ môn Kỹ thuật hệ thống và mạng máy tính 3 Mục lục LỜI GIỚI THIỆU ..................................................................................................................................2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ AN TOÀN THÔNG TIN ....................................................................6 1.1 Mở đầu (Giới thiệu về an toàn thông tin) .................................................................................6 1.2 Sự cần thiết để bảo vệ thông tin. ..............................................................................................7 1.3 Virus và các biện pháp phòng chống virus; ...................................................................................7 1.4. Các đặc trưng xâm nhập ................................................................................................................7 1.5. Đặc trưng kỹ thuật của an toàn bảo mật ........................................................................................8 CHƯƠNG 2: CÁC LỖ HỔNG TRONG BẢO MẬT VÀ CÁC ĐIỂM YẾU CỦA MẠNG .................10 2.2. Lỗ hổng bảo mật trên Internet ................................................................................................11 2.4. Các biện pháp phát hiện hệ thống bị tấn công ........................................................................12 CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT MÃ HÓA ....................................................................................................14 3.2. Khái niệm về mã hóa và giải mã ............................................................................................15 3.4. Giới thiệu mã hóa DES ..........................................................................................................16 3.7. Mã khóa công khai RSA ........................................................................................................21 3.9. So sánh hệ khóa bí mật và khóa công khai .............................................................................23 CHƯƠNG 4: CHỮ KÝ ĐIỆN TỬ VÀ CHỨNG CHỈ SỐ .....................................................................24 4.1. Giới thiệu ................................................................................................................................24 4.3. Vấn đề xác thực và chữ kí điện tử. .........................................................................................25 4.5. Phân loại các hệ thống chữ ký điện tử. ...................................................................................26 4.7 Giải thuật bảo mật hàm băm SHA .........................................................................................27 CHƯƠNG 5: QUẢN TRỊ TÀI KHOẢN NGƯỜI DÙNG .....................................................................28 5.2. Hệ thống xác thực ..................................................................................................................30 5.4. Ứng dụng bảo mật trong SSL .................................................................................................32 THỰC HÀNH: KỸ THUẬT MÃ HÓA DES (Ca 1) .............................................................................36 THỰC HÀNH: MÃ HÓA CÔNG KHAI RSA (CA 2) ..........................................................................42 THỰC HÀNH: THUẬT TOÁN CHỮ KÝ ĐIỆN TỬ DSA ..................................................................48 THỰC HÀNH: CHỨNG CHỈ SỐ ..........................................................................................................54 4 AN TOÀN BẢO MẬT THÔNG TIN I. Vị trí, tính chất của mô đun: - Vị trí: Mô đun được bố trí dạy sau khi học xong các môn học chung, môn học mô đun: Mạng máy tính và Quản trị mạng 1 - Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề bắt buộc. II. Mục tiêu mô đun: - Về kiến thức: Xác định được các thành phần cần bảo mật cho một hệ thống mạng; Trình bày được các hình thức tấn công vào hệ thống mạng; Mô tả được cách thức mã hoá thông tin; Trình bày được quá trình NAT trong hệ thống mạng; Mô tả được nguyên tắc hoạt động của danh sách truy cập; Liệt kê được danh sách truy cập trong chuẩn mạng TCP/IP; Phân biệt được các loại virus thông dụng và cách phòng chống virus. - Về kỹ năng: Cài đặt các biện pháp cơ bản phòng chống tấn công trong mạng; ... p vào 1 xâu ký tự là bản rõ cần mã hóa Máy tính cài phần mềm code block. Nhập thành công 1 xâu ký tự 3 Nhập vào khóa công khai và bí mật Nhập vào khóa dùng để mã hóa Máy tính cài phần mềm code block. Nhập thành công khóa công khai và bí mật để mã hóa 4 Giải thuật mã hóa Thực hiện lập trình giải thuật mã hóa của thuật toán mã hóa RSA. Máy tính cài phần mềm code Lập trình đúng giải thuật mã 41 block. hóa RSA 5 Chạy kiểm thử chương trình Chọn Run file chương trình Máy tính cài phần mềm code block. Chương trình chạy thành công BẢNG SAI HỎNG THƯỜNG GẶP TT Sai lầm Nguyên nhân Biện pháp phòng tránh 1 Hiển thị xâu khi mã hóa sai Nhập xâu ký tự có dấu cách Kiểm tra xâu khi nhập 2 Tạo cặp khóa công khai và bí mật sai Thực hiện sai tính toán của khóa công khai và bí mật Kiểm tra lại thuật toán 42 THỰC HÀNH: MÃ HÓA CÔNG KHAI RSA (CA 2) MỤC TIÊU CỦA BÀI: Sau khi học xong bài này người học có khả năng: Kiến thức: - Trình bày được khái niệm mã hóa RSA; - Mô tả được các bước thực hiện của thuật toán mã hóa RSA. Kĩ năng: - Lập trình được chương trình mô tả việc giải mã của thuật toán RSA. Thái độ: - Cẩn thận, tỉ mỉ, tuân thủ nội qui vệ sinh và an toàn phòng thực hành; - Tích cực vận dụng kiến thức đã học vào thực tế. NỘI DUNG BÀI HỌC I. Hướng dẫn ban đầu 1. Chuẩn bị Thiết bị: Máy tính 2. Sơ đồ, bản vẽ 3. Trình tự thực hiện Xem bảng trình tự thực hiện đi kèm. 4. An toàn lao động - Mặc đồ bảo hộ khi vào phòng thực hành. - Tránh cháy chập điện trong quá trình thực hành. - Lưu bài trong quá trình thực hành tránh mất bài. 5. Thao tác mẫu Theo dõi giáo viên làm mẫu và thực hiện các thao tác mẫu khi giáo viên yêu cầu. 6. Sai hỏng thường gặp Xem bảng sai hỏng thường gặp đi kèm. 43 7. Phân công vị trí luyện tập Sinh viên luyện tập các bài tập do giáo viên giao theo cá nhân hoặc nhóm 2 SV. II. Hướng dẫn thường xuyên BẢNG TRÌNH TỰ THỰC HIỆN STT Các bước thực hiện Thao tác Dụng cụ, thiết bị, vật tư Yêu cầu kĩ thuật, an toàn 1 Tạo file chương trình mới Chọn file -> new -> Empty file Máy tính cài phần mềm code block. Tạo thành công 1 file soạn thảo 2 Nhập bản mã Viết chương trình nhập vào 1 xâu ký tự là bản mã cần giải mã Máy tính cài phần mềm code block. Nhập thành công 1 xâu ký tự 3 Nhập vào khóa công khai và bí mật Nhập vào khóa dùng để giải mã Máy tính cài phần mềm code block. Nhập thành công khóa công khai và bí mật để mã hóa 4 Giải thuật giải mã Thực hiện lập trình giải thuật giải mã của thuật toán mã hóa RSA. Máy tính cài phần mềm code block. Lập trình đúng giải thuật mã hóa RSA 44 5 Chạy kiểm thử chương trình Chọn Run file chương trình Máy tính cài phần mềm code block. Chương trình chạy thành công BẢNG SAI HỎNG THƯỜNG GẶP TT Sai lầm Nguyên nhân Biện pháp phòng tránh 1 Hiển thị xâu khi giải mã sai so với bản rõ Lập trình thuật toán giải mã sai Kiểm tra lại thuật toán giải mã 2 Tạo cặp khóa công khai và bí mật sai Thực hiện sai tính toán của khóa công khai và bí mật Kiểm tra lại thuật toán 45 THỰC HÀNH: MÃ HÓA CÔNG KHAI RSA (CA 3) MỤC TIÊU CỦA BÀI: Sau khi học xong bài này người học có khả năng: Kiến thức: - Trình bày được khái niệm mã hóa RSA; - Mô tả được các bước thực hiện của thuật toán mã hóa RSA. Kĩ năng: - Lập trình được chương trình mô tả việc mã hóa, giải mã của thuật toán RSA. - Tính toán kiểm tra việc giải mã bằng thuật toán RSA. Thái độ: - Cẩn thận, tỉ mỉ, tuân thủ nội qui vệ sinh và an toàn phòng thực hành; - Tích cực vận dụng kiến thức đã học vào thực tế. NỘI DUNG BÀI HỌC I. Hướng dẫn ban đầu 1. Chuẩn bị Thiết bị: Máy tính 2. Sơ đồ, bản vẽ 3. Trình tự thực hiện Xem bảng trình tự thực hiện đi kèm. 4. An toàn lao động - Mặc đồ bảo hộ khi vào phòng thực hành. - Tránh cháy chập điện trong quá trình thực hành. - Lưu bài trong quá trình thực hành tránh mất bài. 5. Thao tác mẫu Theo dõi giáo viên làm mẫu và thực hiện các thao tác mẫu khi giáo viên yêu cầu. 6. Sai hỏng thường gặp 46 Xem bảng sai hỏng thường gặp đi kèm. 7. Phân công vị trí luyện tập Sinh viên luyện tập các bài tập do giáo viên giao theo cá nhân hoặc nhóm 2 SV. II. Hướng dẫn thường xuyên BẢNG TRÌNH TỰ THỰC HIỆN STT Các bước thực hiện Thao tác Dụng cụ, thiết bị, vật tư Yêu cầu kĩ thuật, an toàn 1 Tạo file chương trình mới Chọn file -> new -> Empty file Máy tính cài phần mềm code block. Tạo thành công 1 file soạn thảo 2 Tạo lựa chọn việc mã hóa và giải mã Sử dụng câu lệnh ngôn ngữ C, C++ tạo lựa chọn 3 Nhập bản mã, bản rõ Viết chương trình nhập vào 1 xâu ký tự là bản mã cần giải mã, mã hóa Máy tính cài phần mềm code block. Nhập thành công 1 xâu ký tự 4 Nhập vào khóa công khai và bí mật Nhập vào khóa dùng để giải mã, mã hóa. Máy tính cài phần mềm code block. Nhập thành công khóa công khai và bí mật để mã hóa 47 5 Giải thuật giải mã, mã hóa Thực hiện lập trình giải thuật giải mã, mã hóa của thuật toán mã hóa RSA. Máy tính cài phần mềm code block. Lập trình đúng giải thuật mã hóa RSA 6 Chạy kiểm thử chương trình Chọn Run file chương trình Máy tính cài phần mềm code block. Chương trình chạy thành công BẢNG SAI HỎNG THƯỜNG GẶP TT Sai lầm Nguyên nhân Biện pháp phòng tránh 1 Hiển thị xâu khi giải mã sai so với bản rõ Lập trình thuật toán giải mã sai Kiểm tra lại thuật toán giải mã 2 Tạo cặp khóa công khai và bí mật sai Thực hiện sai tính toán của khóa công khai và bí mật Kiểm tra lại thuật toán 48 THỰC HÀNH: THUẬT TOÁN CHỮ KÝ ĐIỆN TỬ DSA MỤC TIÊU CỦA BÀI: Sau khi học xong bài này người học có khả năng: Kiến thức: - Trình bày được khái niệm mã hóa DSA; - Mô tả được các bước thực hiện của thuật toán mã hóa DSA. Kĩ năng: - Lập trình được chương trình mô tả việc thực hiện thuật toán DSA. - Kiểm tra việc thực hiện thuật toán DSA. Thái độ: - Cẩn thận, tỉ mỉ, tuân thủ nội qui vệ sinh và an toàn phòng thực hành; - Tích cực vận dụng kiến thức đã học vào thực tế. NỘI DUNG BÀI HỌC I. Hướng dẫn ban đầu 1. Chuẩn bị Thiết bị: Máy tính 2. Sơ đồ, bản vẽ 3. Trình tự thực hiện Xem bảng trình tự thực hiện đi kèm. 4. An toàn lao động - Mặc đồ bảo hộ khi vào phòng thực hành. - Tránh cháy chập điện trong quá trình thực hành. - Lưu bài trong quá trình thực hành tránh mất bài. 5. Thao tác mẫu Theo dõi giáo viên làm mẫu và thực hiện các thao tác mẫu khi giáo viên yêu cầu. 6. Sai hỏng thường gặp 49 Xem bảng sai hỏng thường gặp đi kèm. 7. Phân công vị trí luyện tập Sinh viên luyện tập các bài tập do giáo viên giao theo cá nhân hoặc nhóm 2 SV. II. Hướng dẫn thường xuyên BẢNG TRÌNH TỰ THỰC HIỆN STT Các bước thực hiện Thao tác Dụng cụ, thiết bị, vật tư Yêu cầu kĩ thuật, an toàn 1 Tạo file chương trình mới Chọn file -> new -> Empty file Máy tính cài phần mềm code block. Tạo thành công 1 file soạn thảo 2 Tạo lựa chọn việc tạo khóa, tạo chữ ký số, kiểm tra chữ ký số Sử dụng câu lệnh ngôn ngữ C, C++ tạo lựa chọn Máy tính cài phần mềm code block. Tạo ra các menu lựa chọn 3 Tạo khóa Dùng các câu lệnh C, C++ mô tả thuật toán tạo khóa Máy tính cài phần mềm code block. Tạo thành công khóa của chữ ký điện tử 4 Tạo chữ ký số Dùng các câu lệnh C, C++ mô tả thuật toán tạo chữ ký số Máy tính cài phần mềm code block. Tạo thành công chữ ký số 50 5 Kiểm tra chữ ký số Dùng các câu lệnh C, C++ mô tả việc kiểm tra chữ ký số Máy tính cài phần mềm code block. 6 Chạy kiểm thử chương trình Chọn Run file chương trình Máy tính cài phần mềm code block. Chương trình chạy thành công BẢNG SAI HỎNG THƯỜNG GẶP TT Sai lầm Nguyên nhân Biện pháp phòng tránh 1 Tạo khóa không thành công Thuật toán tạo khóa trong mã hóa công khai sai Kiểm tra lại thuật toán tạo khóa trong mã hóa công khai 2 Tạo chữ ký số không thành công Thuật toán mã hóa, giải mã trong mã hóa công khai sai Kiểm tra lại thuật toán tạo và giải mã trong mã hóa công khai 51 THỰC HÀNH: GIẢI THUẬT BĂM BẢO MẬT SHA MỤC TIÊU CỦA BÀI: Sau khi học xong bài này người học có khả năng: Kiến thức: - Trình bày được các khái niệm giải thuật hàm băm SHA; - Mô tả được các bước thực hiện của thuật toán hàm băm SHA. Kĩ năng: - Lập trình được chương trình mô tả việc thực hiện giải thuật băm SHA. - Tính toán thực hiện các bước thực hiện giải thuật băm SHA. Thái độ: - Cẩn thận, tỉ mỉ, tuân thủ nội qui vệ sinh và an toàn phòng thực hành; - Tích cực vận dụng kiến thức đã học vào thực tế. NỘI DUNG BÀI HỌC I. Hướng dẫn ban đầu 1. Chuẩn bị Thiết bị: Máy tính 2. Sơ đồ, bản vẽ 3. Trình tự thực hiện Xem bảng trình tự thực hiện đi kèm. 4. An toàn lao động - Mặc đồ bảo hộ khi vào phòng thực hành. - Tránh cháy chập điện trong quá trình thực hành. - Lưu bài trong quá trình thực hành tránh mất bài. 5. Thao tác mẫu Theo dõi giáo viên làm mẫu và thực hiện các thao tác mẫu khi giáo viên yêu cầu. 6. Sai hỏng thường gặp 52 Xem bảng sai hỏng thường gặp đi kèm. 7. Phân công vị trí luyện tập Sinh viên luyện tập các bài tập do giáo viên giao theo cá nhân hoặc nhóm 2 SV. II. Hướng dẫn thường xuyên. BẢNG TRÌNH TỰ THỰC HIỆN STT Các bước thực hiện Thao tác Dụng cụ, thiết bị, vật tư Yêu cầu kĩ thuật, an toàn 1 Tạo file chương trình mới Chọn file -> new -> Empty file Máy tính cài phần mềm code block. Tạo thành công 1 file soạn thảo 2 Khởi tạo các biến, hằng số Sử dụng câu lệnh ngôn ngữ C, C++ khởi tạo các biến sử dụng trong chương trình. Máy tính cài phần mềm code block. 3 Tiền xử lý Dùng các câu lệnh C, C++ Thêm bit '1' vào cuối đoạn dữ liệu gốc Thêm k bit '0', trong đó k là số nhỏ nhất >= 0 sao cho chiều dài của đoạn dữ liệu gốc (tính bằng bit) đồng dư với 448 (mod 512) Máy tính cài phần mềm code block. Thêm được các bit 1, 0 theo ý đồ thuật toán. 4 Xử lý các đoạn dữ liệu. Xử lý các đoạn dữ liệu theo thuật toán hàm băm Máy tính cài phần mềm Xử lý được các 53 code block. đoạn dữ liệu 5 Tạo các kết quả cuối cùng Nối các đoạn dữ liệu đã được xử lý Máy tính cài phần mềm code block. Kết nối thành công các đoạn dữ liệu 6 Chạy kiểm thử chương trình Chọn Run file chương trình Máy tính cài phần mềm code block. Chương trình chạy thành công BẢNG SAI HỎNG THƯỜNG GẶP TT Sai lầm Nguyên nhân Biện pháp phòng tránh 1 Tách các đoạn không thành công Các đoạn dữ liệu tách không đồng dư với 448 (mod 512) Kiểm tra lại thuật toán tách đoạn 2 Sai xót trong xử lý các đoạn dữ liệu Làm sai thuật toán băm dữ liệu 54 THỰC HÀNH: CHỨNG CHỈ SỐ BÀI KIỂM TRA MỤC TIÊU CỦA BÀI: Sau khi học xong bài này người học có khả năng: Kiến thức: - Trình bày được các khái niệm của chứng chỉ số; - Mô tả được các bước thực hiện bảo mật của chứng chỉ số. Kĩ năng: - Thực hiện được thiết lập một số ứng dụng chứng chỉ số trên trình duyệt. - Xác nhận được các nguy cơ tấn công trong quá trình sử dụng các ứng dụng trên trình duyệt. Thái độ: - Cẩn thận, tỉ mỉ, tuân thủ nội qui vệ sinh và an toàn phòng thực hành; - Tích cực vận dụng kiến thức đã học vào thực tế. NỘI DUNG BÀI HỌC I. Hướng dẫn ban đầu 1. Chuẩn bị Thiết bị: Máy tính 2. Sơ đồ, bản vẽ 3. Trình tự thực hiện Xem bảng trình tự thực hiện đi kèm. 4. An toàn lao động - Mặc đồ bảo hộ khi vào phòng thực hành. - Tránh cháy chập điện trong quá trình thực hành. - Lưu bài trong quá trình thực hành tránh mất bài. 5. Thao tác mẫu Theo dõi giáo viên làm mẫu và thực hiện các thao tác mẫu khi giáo viên yêu cầu. 55 6. Sai hỏng thường gặp Xem bảng sai hỏng thường gặp đi kèm. 7. Phân công vị trí luyện tập Sinh viên luyện tập các bài tập do giáo viên giao theo cá nhân hoặc nhóm 2 SV. II. Hướng dẫn thường xuyên. BẢNG TRÌNH TỰ THỰC HIỆN STT Các bước thực hiện Thao tác Dụng cụ, thiết bị, vật tư Yêu cầu kĩ thuật, an toàn 1 Đăng nhập hệ thống Đăng nhập hệ thống bằng tài khoản được cấp Máy chủ cài đặt IIS 7 2 Cài đặt chứng thư số vào IIS Nhấn Start > Administrative Tools > Internet Information Services (IIS) Manager Từ menu bên trái, nhấp chọn vào tên máy chủ Từ menu ở giữa, trong mục Security, nhấp đúp vào mục Server Certificates Từ menu bên phải, chọn Complete Certificate Request Chọn đường dẫn đến tập tin tenmien.crt. Nhập vào tên gợi nhớ cho chứng thư số trong mục Friendly name. Máy chủ cài đặt IIS 7 3 Cấu hình SSL cho website Nhấn Start > Administrative Tools > Internet Information Services (IIS) Manager Từ menu bên trái, nhấp chọn vào tên Máy chủ cài đặt IIS 7 56 máy chủ Trong mục Sites, chọn website cần cấu hình SSL Trong menu bên phải, chọn "Bindings..." Trong màn hình Site Bindings, nhấn Add. Trong màn hình Add Site Bindings, chọn "https" trong mục Type, chọn Port cần chạy SSL (443), nhập vào tên miền của website trong mục Host Name, cuối cùng chọn chứng thư số vừa cài đặt trong bước trước đó. Sau đó nhấn OK. 4 Kiểm tra cài đặt SSL Truy nhập trang web vừa được cài đặt dịch vụ SSL Máy chủ cài đặt IIS 7 BẢNG SAI HỎNG THƯỜNG GẶP TT Sai lầm Nguyên nhân Biện pháp phòng tránh 1 Không gia hạn được chứng chỉ số Gia hạn chứng thư số cho website, thì trong màn hình này, chọn dòng "https" và sau đó nhấn Edit. Chọn đúng mục "https" và sau đó nhấn Edit
File đính kèm:
- tai_lieu_mon_hoc_ve_an_toan_va_bao_mat_thong_tin.pdf