Cybersecurity

CISP学习指南：网络安全基础

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CISP
  1. 一、拒绝服务攻击与可用性
  2. 二、VPN技术基础
  3. 二、OSI安全机制
  4. 三、无线网络安全

本指南涵盖CISP认证中的网络安全基础领域，包括VPN、安全机制、无线安全、数据库安全、恶意软件识别、拒绝服务攻击等关键知识点。

一、拒绝服务攻击与可用性

1.1 拒绝服务攻击损害的性能

🎯 拒绝服务攻击的目标

拒绝服务攻击（DoS/DDoS）损害了信息系统的可用性（Availability）

为什么是可用性：

⚠️ 拒绝服务攻击的目的

  • 使系统无法为合法用户提供服务
  • 消耗系统资源（CPU、内存、带宽）
  • 导致服务中断或性能严重下降
  • 影响业务连续性

CIA三元组对比：

| 安全属性 | 定义 | 是否受DoS影响 | |---------|------|-------------| | 完整性（Integrity） | 数据未被篡改 | ❌ 否 | | 可用性（Availability） | 服务可正常访问 | ✅ 是（主要目标） | | 保密性（Confidentiality） | 数据不被泄露 | ❌ 否 | | 可靠性（Reliability） | 系统稳定运行 | 🟡 间接影响 |

拒绝服务攻击的影响：

graph TB A["拒绝服务攻击"] B["消耗资源"] C["服务中断"] D["性能下降"] E["业务影响"] A --> B A --> C A --> D A --> E B --> B1["CPU耗尽"] B --> B2["内存耗尽"] B --> B3["带宽耗尽"] B --> B4["连接耗尽"] C --> C1["服务不可用"] C --> C2["系统崩溃"] D --> D1["响应缓慢"] D --> D2["超时错误"] E --> E1["收入损失"] E --> E2["声誉损害"] E --> E3["客户流失"] style A fill:#ffcdd2,stroke:#c62828 style B fill:#fff3e0,stroke:#f57c00 style C fill:#f44336,stroke:#b71c1c style D fill:#ff9800,stroke:#e65100 style E fill:#ffebee,stroke:#d32f2f

DoS攻击类型与影响：

拒绝服务攻击类型：
├── 流量型攻击
│   ├── UDP Flood
│   ├── ICMP Flood
│   ├── SYN Flood
│   └── 影响：带宽耗尽，服务不可用
├── 协议型攻击
│   ├── Teardrop
│   ├── Land
│   ├── Ping of Death
│   └── 影响：系统崩溃，服务中断
└── 应用层攻击
    ├── HTTP Flood
    ├── Slowloris
    ├── DNS Query Flood
    └── 影响：应用无响应，服务降级

所有类型的共同目标：破坏可用性

💡 记忆要点

DoS攻击 = 可用性破坏

  • DoS的全称是Denial of Service（拒绝服务）
  • "拒绝服务"直接对应"不可用"
  • 攻击目标是让合法用户无法使用服务
  • 因此损害的是可用性

其他安全属性：

  • 完整性：防止数据被篡改（如中间人攻击）
  • 保密性：防止数据被窃取（如窃听）
  • 可靠性：系统稳定性（更广泛的概念）

二、VPN技术基础

📖 VPN详细内容

VPN技术的详细说明（定义、工作原理、安全功能、类型等）请参考： CISP学习指南：网络安全协议与VPN技术

VPN核心概念：

  • 定义：通过公用网络建立的临时、安全连接
  • 特点：利用公共网络、加密保护、成本低
  • 类型：远程访问VPN、站点到站点VPN、SSL VPN、IPsec VPN

二、OSI安全机制

2.1 OSI安全体系结构

🛡️ ISO OSI安全体系

ISO的OSI安全体系结构定义了多种安全机制来提供不同的安全服务。

主要安全服务：

  • 认证服务
  • 访问控制
  • 数据机密性
  • 数据完整性
  • 抗抵赖（不可否认性）

2.2 抗抵赖安全服务

✍️ 抗抵赖机制

在ISO的OSI安全体系结构中，数字签名是提供抗抵赖安全服务的关键机制。

为什么是数字签名：

  • 证明消息来源
  • 防止发送方否认
  • 防止接收方伪造
  • 提供法律证据

安全机制对比：

安全机制 提供的安全服务 是否支持抗抵赖
加密 机密性 ❌ 否
数字签名 认证、完整性、抗抵赖 ✅ 是
访问控制 授权 ❌ 否
路由控制 可用性 ❌ 否

2.3 数字签名详解

数字签名工作原理：

sequenceDiagram participant A as Alice（发送方） participant B as Bob（接收方） Note over A: 1. 创建消息 A->>A: 2. 计算消息哈希值 A->>A: 3. 用私钥加密哈希值
（生成数字签名） A->>B: 4. 发送消息+签名 B->>B: 5. 用Alice公钥解密签名
（得到哈希值1） B->>B: 6. 计算收到消息的哈希值
（得到哈希值2） B->>B: 7. 比较两个哈希值 alt 哈希值相同 Note over B: ✅ 签名有效
消息完整
来自Alice else 哈希值不同 Note over B: ❌ 签名无效
消息被篡改或伪造 end

数字签名的特性：

数字签名特性：
├── 认证性
│   └── 证明消息来自特定发送方
├── 完整性
│   └── 检测消息是否被篡改
├── 不可否认性（抗抵赖）
│   ├── 发送方不能否认发送过消息
│   ├── 接收方不能伪造签名
│   └── 可作为法律证据
└── 唯一性
    └── 每个签名对应唯一的消息和签名者

2.4 其他安全机制

加密机制：

🔐 加密

**功能：**保护数据机密性

特点：

  • 防止未授权访问
  • 不提供抗抵赖
  • 需要密钥管理

访问控制：

🚪 访问控制

**功能：**限制对资源的访问

特点：

  • 基于身份或角色
  • 防止未授权访问
  • 不提供抗抵赖

路由控制：

🛣️ 路由控制

**功能：**控制数据传输路径

特点：

  • 提高可用性
  • 避免不安全路径
  • 不提供抗抵赖

三、无线网络安全

3.1 WPA2协议标准

📡 WPA2与IEEE 802.11i

WPA2（Wi-Fi Protected Access 2）包含IEEE 802.11i协议标准的所有安全特性。

关键关系：

  • WPA2是IEEE 802.11i的商业认证名称
  • 802.11i是无线安全的技术标准
  • WPA2实现了802.11i的所有要求

3.2 IEEE 802.11系列标准

802.11标准对比：

标准 发布时间 主要特性 安全相关
IEEE 802.11b 1999 2.4GHz, 11Mbps WEP（不安全）
IEEE 802.11a 1999 5GHz, 54Mbps WEP（不安全）
IEEE 802.11g 2003 2.4GHz, 54Mbps WPA
IEEE 802.11i 2004 安全标准 ✅ WPA2/AES
IEEE 802.11n 2009 双频, 600Mbps WPA2
IEEE 802.11ac 2013 5GHz, 1Gbps+ WPA2
IEEE 802.11ax 2019 Wi-Fi 6 WPA3

3.3 WPA2安全特性

WPA2的核心安全特性：

WPA2安全特性（基于IEEE 802.11i）：
├── 加密算法
│   ├── AES（高级加密标准）
│   ├── CCMP（计数器模式CBC-MAC协议）
│   └── 替代TKIP（临时密钥完整性协议）
├── 认证机制
│   ├── PSK（预共享密钥）- Personal模式
│   ├── 802.1X/EAP - Enterprise模式
│   └── RADIUS服务器支持
├── 密钥管理
│   ├── 4次握手（4-Way Handshake）
│   ├── 组密钥握手
│   └── 动态密钥生成
└── 完整性保护
    ├── MIC（消息完整性检查）
    ├── 防重放攻击
    └── 数据完整性验证

3.4 WPA2认证过程

WPA2四次握手过程：

sequenceDiagram participant C as 客户端 participant AP as 接入点 Note over C,AP: 第一次握手 AP->>C: ANonce（AP随机数） Note over C,AP: 第二次握手 C->>C: 生成SNonce（客户端随机数） C->>C: 计算PTK（成对临时密钥） C->>AP: SNonce + MIC Note over C,AP: 第三次握手 AP->>AP: 计算PTK AP->>AP: 验证MIC AP->>C: GTK（组临时密钥）+ MIC Note over C,AP: 第四次握手 C->>C: 安装密钥 C->>AP: 确认消息 Note over C,AP: ✅ 密钥协商完成
开始加密通信

3.5 无线安全演进

无线安全技术演进：

timeline title 无线安全技术演进 1999 : WEP（已弃用）
RC4加密
易被破解 2003 : WPA（过渡方案）
TKIP
改进但仍有缺陷 2004 : WPA2（IEEE 802.11i）
AES-CCMP
强安全性 2018 : WPA3
SAE
防字典攻击

安全性对比：

协议 加密算法 密钥长度 安全性 状态
WEP RC4 64/128位 ❌ 弱 已弃用
WPA TKIP 128位 🟡 中 过时
WPA2 AES-CCMP 128位 ✅ 强 广泛使用
WPA3 AES-GCMP 128/192位 ✅ 最强 最新标准
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