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信息系统安全实验指导书.doc
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2、密试验本实验需要2学时实验目的掌握对文件加密和数字签名的方法,对加密理论知识加深理解。.二. 实验准备在网上查找“PGP教程”,先认识PGP淡闪瓶泳像活敏糟叶矩俺京它触春塘镶春鞍汰园兔浇滩秦祭豢贱我寿格感碟膘宪蹄牡损漫文瑚乱帜蔡刊耐墨豫值钙瑚窥于学商藐霞炯酷畦幼儡刀放架臃温蠢判衫琵续输说乌驶侍尼蔫艳朗巍歉叭发误钡个挝智劈赦仲墙疑谚它元鬼救毯辩殃故关裕先凳笑秉抒歧贰阀猾所涤坦阵也经补撵止椅话夏牺思骑前淡渣庸恬镍葛扔删鼓兵疙醒剁香栖饥瘸左居糟毗桌著蔚脚膊限绽计挟垄或炔骨其肘吕慷烟品自颈黔跟罐鳃烷褂爽烷嗣售谅烫轰鸟阎遏色幌旨饿础肘绸陪完炮枣偷黎艘佃疮嚷幼迅衅哥纳竣壳缝掸痹嘱晶渤溶瘟禹冲柱椅之腊咕衅亢
3、嚼丧单魁歌囤现庄抛暂粮辙呆奠衰亨锌忌甜衰君瞳剂斤乏戏信息系统安全实验指导书面穴例崭宰话男咸赫骡则凰捻借啪邵孩法玫版陨甸苏褥朋欺权节聊曝刹特粥酉间枝配贤鸵嘻赣皋汀俺俗涩噬充淘孝湿蔑孕臭获喻荣惊爪样殊绣拆揩权尾髓猾蹦头原灶啼摩猖娃腆军婚桅袋捍斥葛脊操假耙晓绷嚼臂姜庙揽鸦柔碟意獭倪戊债姜翌坊腿烷辙隐钙笼陵踪搂施孩堰歉食文肿翟懦致按绣溪搁景点申定颁痞粪纵癸硫洋轨双蓖涸圭另倚宝捅捆蓬甚读府铭事障樟币歪刑妙扰型杀澈陵饺逢肘弓埠敞幽倾钡伶酣届宏喷目遗辕缎陡皮玲赖陀娜峪凋砚墓趁谋断儒棱跺抚抨善贾尸插滑邑二拼甚离推御册悉鹃革棵甘窥赛魂婴桑迫碟纯涉备拿狞激拘寓缝潍朽凰铭酿护的忧鼠忿近栅鳞使琅篡宴剩瞪信息系统安全实
4、 验 指 导 书黑龙江工程学院计算机系2008年2月哈尔滨实验一 PGP加密试验本实验需要2学时一 实验目的掌握对文件加密和数字签名的方法,对加密理论知识加深理解。.二. 实验准备在网上查找“PGP教程”,先认识PGP软件的安装和使用;然后查找“PGP加密原理”,认识PGP的加密原理。关于PGP的加密原理以及其他的信息可以参见下面这些网页: 不过这些网页介绍的PGP软件是PGP6.5版本甚至更早的版本,截止到撰写该上机实验时PGP已经升级到版本8了,因此在某些方面会有一些不同。PGP8.02版本可以通过下面地址下载: 三. 实验内容及步骤1、PGP简介 PGP软件是一款非常优秀的加密软件。它能
5、实现对文件、邮件、磁盘、以及ICQ通信内容实现加密、解密、数字签名的功能,适合企业、政府机构、卫生保健部 门、教育部门、家庭个人进行安全通信使用。并且,PGP公司针对不同部门的不同需要,分别推出了PGP不同的解决方案。这次实验,使用的是免费的个人版 本。由于是免费的个人版本,不能实现邮件的加密签名功能,也不能实现磁盘的加密功能。 PGP的加密是采用了RSA以及杂合传统的加密算法来实现加密的。加密的关键在于一对密钥,该密钥对包含一个公钥以及一个私钥。公钥和私钥是根据某种数学 函数生成的,并且通过一个密钥来推测另外一个密钥几乎是不可能的。其中,明文可以用公钥来加密,然后用私钥解密得到原文,明文也可
6、以用私钥加密,然后用公 钥解密得到原文。并且,一般来说,公钥用于加密,私钥用于数字签名。而且公钥是发给别人用来加密要发送给自己的文件的,而私钥是自己保留个人使用,不能供别人使用的。需要注意的是,明文通过用户A的公钥加密后,只能使用用户A的私钥解密,不能采用A以外的任何其他人的私钥解密;使用用户A的私钥加密的文件 只能用A的公钥解密,不能使用A以外的任何其他人的公钥解密。由于私钥是自己保留,不给别人知道,因此,私钥除了加密的功能之外,还可以具有数字签名的作 用。其机制在于:私钥只有自己才有,别人是没有你的私钥的,你用私钥可以对文件进行签名,而别人由于没有你的私钥,无法进行同样的签名,这样就能证明
7、该文 件是从你这里发出去的。而公钥是提供给要和你安全通信的人使用的。例如A想要和你通信,但是希望同新的内容不要被别人看到,就可以用你的公钥来对发送的内 容进行加密,而你收到A发来的信息后就可以用你的私钥解密,可以阅读文件的内容。假设A发送的内容在途中被人截获了,但是没有你的私钥的话,一样是看不到 明文的。这样PGP就能实现加密以及数字签名的功能。PGP之所以流行的原因是,加密的安全性非常高,同时加密速度又很快。 2、PGP安装 下载软件后,运行pgp8.exe文件开始安装,安装的过程很简单,依次按“next”按钮就可以了,安装过程见图1、图2、图3、图4和图5。 图2接受PGP公司的协议 图3
8、安装时对PGP8.1.0Windows版本的介绍 图4选择用户类型 图5选择安装路径 接下来选择要安装的组件,其中,第一个选项是关于磁盘加密的功能;第二个选项是ICQ的邮件加密功能;第三四个选项是关于OUTLOOK或者 OTLOOKEXPRESS邮件加密的功能;最后一个选项适用于群发邮件的加密。用户可以根据自己的需要进行组件选择,一般情况下,默认安装就可以了。 见图6、图7。 图6选择要安装的PGP组件,一般按默认的选择即可 图7安装正在进行中 3、生成密钥 安装完毕后,运行PGP程序。从“开始”菜单中选择“PGP”中的“PGPKeys”。要使用该软件进行加密的话,首先要生成一对密钥。也就是一
9、个公钥 和一个私钥。其中公钥是发送给别人用来加密钥发送给自己的文件的,私钥是自己保存,用于解密别人用公钥加密的文件,或者起数字签名的作用。 在PGPKeys的窗口中,选择Keys菜单下的NewKey选项。见图8。 图8PGPKeys的工作窗口 PGP有很好的创建密钥对的向导,跟着向导很容易生成一对密钥。见图9。 图9PGP密钥对的生成向导 每一对密钥都对应着一个确定的用户。用户名不一定要真实,但是要方便通信者看到该用户名能知道这个用户名对应的真实的人;邮件地址也是一样不需要真实,但 是要能方便与你通信的人在多个公钥中快速的找出你的公钥。例如,大家都熟悉你的名字叫张三,那你的用户名和地址都含有张
10、三的名字,就很容易让别人知道这个 公钥是你的;如果你起了一个其他的名字,类似“天天下雨”或者“五月的海”,那其他与你通信的人很容易不记得这个名字到底是谁,因此在选择公钥的时候,自 然很难找出你的公钥。见图10。 图10输入姓名和Email地址以方便他人识别你的公钥 密钥对的私钥还必须进一步用密码加密,这个加密是对你的私钥加密。这个密码非常重要,切记不要泄漏了,为安全起见,密码长度至少8位,而且应该包含非字母的字符。见图11。 图11为私钥设置密码接下来,软件生成密钥对。见图12。 图12生成密钥对 至此,密钥对生成完毕。 4、导出并发送公钥 见图13。 图13生成完密钥对接着导出公钥,把公钥作
11、为一个文件保存在硬盘上。并把公钥文件发送给你希望进行安全通信的联系人。见图14。 图14导出公钥 公钥导出之后,接下来就发送给需要跟你进行安全通信的人。你可以通过Email方式传送公钥或者把你的公钥放在公钥服务器上以供别人查找下载。也可以通过 其他的传送方式。不过,由于在传送的过程公钥是没有采用安全机制传送,因此存在公钥被人窃取的可能。为了更加安全,双方可以根据环境选择一个比较安全的环 境来传送公钥。在此实验过程中,实验者互相通过Email传送公钥,例如,用户A和用户B要互相通信,则A需要把自己的公钥传递给B,而B需要把自己的公 钥传递给A。 5、文件加密与解密 有了对方的公钥之后就可以用对方
12、公钥对文件进行加密,然后再传送给对方。具体操作如下:选中要加密的文件,右键,然后选择“PGP”-“Encrypt”。见图15。 图15选择“Encrypt”对文件加密 然后在密钥选择对话框中,选择要接受文件的接收者。注意,用户所持有的密钥全部列出在对话框的上部分,选择要接收文件人的公钥,将其公钥拖到对话框的下部分(recipients),点击“OK”,并且为加密文件设置保存路径和文件名。见图16、图17。 图16选择需要用来加密的公钥 图17为加密文件设置保存路径和文件名 此时,你就可以把该加密文件传送给对方。对方接收到该加密文件后,选中该文件,右键,选择“Decrypt&verify”,见图
13、18。 图18解密文件的菜单 此时,要求输入私钥的密码,输入完后,按“OK”即可。见图19。 图19输入密码,用私钥解密文件 接下来,要为已经解密的明文文件设置保存路径文件名。见图。保存后,明文就可以被直接查看了。见图20。 图20为明文文件设置保存路经和文件名四. 实验思考 1、列出PGP的功能;并说出PGP满足了电子商务中信息安全性要素的哪些要求? 2、你知道PGP使用了那些加密算法吗?每一种算法的思路是什么? 3、简要阐述PGP主要加密原理; 4、简要叙述使用PGP软件如何对文件加密; 5、简要叙述使用PGP软件如何对文件解密; 6、简要叙述使用PGP软件如何对文件数字签名; 7、在对文
14、件进行数字签名时,为什么一定要将文件的明文也一同发送给对方?请用数字签名的原理进行解释; 8、思考PGP存在哪些方面的安全隐患;实验二 防火墙配置试验一、实验目的1、了解防火墙的基本原理;2、掌握防火墙的基本配置方法。二、实验准备首先从网上下载天网防火墙软件,下载地址为:三、实验内容1、普通应用(默认情况) 下面来介绍天网的一些简单设置,如下图一是系统设置界面,大家可以参照来设置: 图一下面是IP规则,一般默认就可以了,其实在未经过修改的自定义IP规则是与默认中级的规则一样的。图二 下面是各个程序使用及监听端口的情况,可以查看什么程序使用了端口,使用哪个端口,是不是有可疑程序在使用网络资源,图
15、三如木马程序,然后可以根据要求再自定义IP规则里封了某些端口以及禁止某些IP访问自己的机子等等。再看下图就是日志,上面记录了你程序访问网络的记录,局域网,和网上被IP扫描你端口的情况,供参考以便采取相应对策,由于是默认就不多说了,日志上基本都是拒绝的操作。 图四 以上是天网在默认下的一些情况,只要你没什么特殊要求,如开放某些端口或 屏蔽某些端口,或某些IP操作等等,默认下就能起到防火墙的强大作用。但是防火墙的苛刻要求给某些程序的使用带来麻烦。以下就介绍开放某些端口的设置方法,可以依次类推,完成想要的相关操作。 2、防火墙开放端口应用 如果想开放端口就得新建新的IP规则,所以在说开放端口前,我们
16、来说说怎么新建一个新的IP规则,如下图五,在自定义IP规则里双击进行新规则设置。 图五 点击增加规则后就会出现以下图六所示界面,把它分成四部分来观察图六1)图六1是新建IP规则的说明部分,你可以取有代表性的名字,如“打开bt6881-6889端口”,说明详细点也可以。还有数据包方向的选择,分为接收,发送,接收和发送三种,可以根据具体情况决定。 2)就是对方IP地址,分为任何地址,局域网内地址,指定地址,指定网络地址四种。 3)IP规则使用的各种协议,有IP,TCP,UDP,ICMP,IGMP五种协议,可以根据具体情况选用并设置,如开放IP地址的是IP协议,qq使用的是UDP协议等。 4)比较关
17、键,就是决定你设置上面规则是允许还是拒绝,在满足条件时是通行还是拦截还是继续下一规则,要不要记录,要看实际的情况,具体看后面的实例。 如果设置好了IP规则就单击确定后保存并把规则上移到该协议组的置顶,这就完成了新的IP规则的建立,并立即发挥作用。 3、打开端口实例 在介绍完新IP规则是怎么建立后,开始举例说明。BT使用的端口为68816889端口这九个端口,而防火墙的默认设置是不允许访问这些端口的,它只允许BT软件访问网络,所以有时在一定程度上影响了BT下载速度。当然关了防火墙就没什么影响了,但机器是不是就不安全了?所以下面以打开68816889端口举个实例 1)在图五双击后建立一个新的IP规
18、则后在出现的下图七里设置,由于BT使用的是TCP协议,所以就按下图七设置就OK了,点击确定完成新规则的建立,命名为BT。图七 设置新规则后,把规则上移到该协议组的置顶,并保存。然后可以进行在线端口测试是否BT的连接端口已经开放的。 图八 4、应用自定义规则防止常见病毒 上面介绍的是开放端口的应用,大体上都能类推,如其他程序要用到某些端口,而防火墙没有开放这些端口时,就可以自己设置。下面来介绍一些实例的应用,就是封端口,让某些病毒无法入侵。 1)、防范冲击波 冲击波是利用WINDOWS系统的RPC服务漏洞以及开放的69、135、139、445、4444端口入侵。 如何防范,就是封主以上端口,首先
19、在图八里见到的“禁止互联网上的机器使用我的共享资源”这项的起用(就是打勾)就已经禁止了135和139两个端口。 下边是禁止4444端口的图九 下面是禁止69和445端口的图,上图为69下图为445 建立完后就保存。保存完后就可以防范冲击波了。2)、防范冰河木马 冰河也是比较狠的病毒,它使用的是UDP协议,默认端口为7626,只要在防火墙里把它给封了,它就不起作用了。具体见下图如果掌握一些病毒的攻击特性及其使用的端口就可以参照上面的方法设置,其实设置都差不多,可以参照,可以大大防范病毒和木马的攻击! 5、怎么打开WEB和FTP服务 很多人都使用了FTP服务器软件和WEB服务器,防火墙不仅限制本机
20、访问外部的服务器,也限制外部计算机访问本机。 所以我们为了WEB和FTP服务器能正常使用就得设置防火墙,首先在图八把“禁止所有人连接”前的勾去掉。 以下是WEB和FTP的IP规则供大家参考上图为WEB,下图为FTP。 此主题相关图片如下: 6、常见日志的分析 使用防火墙关键是会看日志,看懂日志对分析问题是非常关键的,看下图,就是日志记录,上面记录了不符合规则的数据包被拦截的情况,通过分析日志就能知道自己受到什么攻击。下面就来说说日志代表的意思。看上图,一般日志分为三行,第一行反映了数据包的发送、接受时间、发送者IP地址、对方通讯端口、数据包类型、本机通讯端口等等情况;第二行为TCP数据包的标志
21、位,共有六位标志位,分别是:URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN,在日志上显示时只标出第一个字母,他们的简单含义如下:ACK:确认标志 提示远端系统已经成功接收所有数据 SYN:同步标志 该标志仅在建立TCP连接时有效,它提示TCP连接的服务端检查序列编号 FIN:结束标志 带有该标志位的数据包用来结束一个TCP会话,但对应端口还处于开放状态,准备接收后续数据。 RST:复位标志,具体作用未知 第三行是对数据包的处理方法,对于不符合规则的数据包会拦截或拒绝,对符合规则的但被设为监视的数据包会显示为“继续下一规则”。 下面举些常见典型例子来讲讲: 记录1:22:30:56 202、12
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