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導讀
引用
Stallings, W., & Brown, L. (2023). Computer Security: Principles and Practice (5th ed.). Pearson.
章節概要
出版社列出了 24 章,其後是附錄和術語表,並把本書描述為「原理與實踐兼顧」、對電腦和網路安全覆蓋面廣而全面。下面的章節按主題封包,編號依據出版社的目錄。
第 1 章:Overview(概述)
開篇一章介紹這門學科,併為全書其餘部分搭建框架。
第 2–4 章:Cryptographic Tools(密碼工具);User Authentication(使用者認證);Access Control(存取控制)
這三章介紹安全的基本技術構件。第 2 章介紹密碼工具,第 3 章講如何證明使用者是誰,第 4 章講如何控制已認證使用者可以做什麼。
第 5–9 章:Database and Data Center Security(資料庫與資料中心安全);Malicious Software(惡意軟體);Denial-of-Service Attacks(拒絕服務攻擊);Intrusion Detection(入侵檢測);Firewalls and Intrusion Prevention Systems(防火牆與入侵防禦系統)
這一組從保護資料儲存和資料中心,轉向各類威脅(惡意軟體、拒絕服務)及其防禦手段:入侵檢測、防火牆和入侵防禦。
第 10–13 章:Buffer Overflow(緩衝區溢位);Software Security(軟體安全);Operating Systems Security(作業系統安全);Cloud and IoT Security(雲與物聯網安全)
接下來一組考察程式與平臺內部的安全。第 10 章把緩衝區溢位單列為一個案例,第 11 章更一般地討論軟體安全,第 12 章轉向作業系統,第 13 章涵蓋雲和物聯網安全。
第 14–19 章:IT Security Management and Risk Assessment(IT 安全管理與風險評估);IT Security Controls, Plans, and Procedures(IT 安全控制、計劃與規程);Physical and Infrastructure Security(實體與基礎設施安全);Human Resources Security(人力資源安全);Security Auditing(安全審計);Legal and Ethical Aspects(法律與倫理問題)
管理類各章把主題擴充套件到技術之外:風險評估、組織採用的控制措施、計劃與規程,實體與人員因素,審計,以及法律與倫理環境。
第 20–21 章:Symmetric Encryption and Message Confidentiality(對稱加密與訊息機密性);Public-Key Cryptography and Message Authentication(公鑰密碼學與訊息驗證)
這兩章給出第 2 章密碼工具背後的細節:用於機密性的加密,以及公鑰方法和訊息驗證。
第 22–24 章:Internet Security Protocols and Standards(網際網路安全協定與標準);Internet Authentication Applications(網際網路認證應用);Wireless Network Security(無線網路安全)
最後幾章把前面的內容應用到網路上:網際網路的安全協定與標準、認證應用,以及無線網路安全。
附錄與術語表
附錄涵蓋:教授電腦安全的專案與其他學生練習、數論的若干方面、標準及標準制定組織、隨機數與偽隨機數生成、基於封包密碼的訊息驗證碼、TCP/IP 協定架構、Radix-64 轉換、域名系統、基礎機率謬誤,以及 SHA-3。
核心概念
第 1–9 章:基礎與防禦
- 密碼工具:其他機制所依賴的加密與認證原語。
- 使用者認證與存取控制:確立身份,並限制該身份能做什麼。
- 惡意軟體與拒絕服務:兩大類主要攻擊。
- 入侵檢測與防火牆:監控與過濾類防禦,包括入侵防禦。
第 10–13 章:軟體與平臺
- 緩衝區溢位:一類記憶體安全缺陷,本書單獨成章講述。
- 作業系統、雲與物聯網安全:程式所執行的平臺所面臨的安全問題。
第 14–19 章:管理
- 風險評估:識別並評估威脅,作為選擇控制措施的基礎。
- 安全控制、計劃與規程:組織如何把風險決策落實為實踐。
- 審計與法律、倫理問題:檢驗安全措施是否有效,並理解圍繞安全的各項義務。
第 20–24 章:密碼演算法與網路安全
- 對稱與公鑰密碼學:支撐機密性和訊息驗證的演算法。
- 網際網路安全協定與認證應用:這些演算法如何被封裝用於網路。
- 無線網路安全:保護無線連結。
評析
優點
- 一冊之內覆蓋面廣。 目錄從密碼學和存取控制,到惡意軟體、軟體安全、管理與法律,一本書就能支撐一門兼顧技術與組織議題的課程。
- 明確重視實踐。 出版社的介紹提到了動手的安全教育、研究、程式設計和防火牆專案、攻防與實驗練習、案例研究和安全評估,並有一個附錄專門收錄教授這門學科用的專案和學生練習。
- 管理類章節。 六章(第 14–19 章)涵蓋風險評估、控制措施、實體與基礎設施安全、人力資源安全、審計,以及法律與倫理問題,這樣的組合是偏技術的安全教材常常缺少的。
- 配套附錄。 數論、TCP/IP 架構、域名系統和隨機數生成都以附錄形式提供,對這些方面基礎薄弱的讀者,不必離開本書就有參考。
侷限
- 密碼學內容被拆開。 密碼工具出現在第 2 章,而演算法在第 20 和 21 章,所以需要提早了解細節的讀者必須往後翻。
- 廣度限制了深度。 24 章加附錄涵蓋的領域非常寬;出版社的介紹強調原理、設計方法、標準和例項,所以想了解形式化安全模型或安全性證明的讀者,需要下面列出的更專門的書。
- 漸進式修訂。 據前言,第五版在教學和易用性上做了改進,更新了參考文獻,提到了近期的安全事件,並有若干較實質的改動,所以已有第四版的讀者在更換之前應先比較目錄。
在課程中的定位
Stallings 和 Brown 的這本是本課程書目中的廣泛綜述。Easttom 的 Computer Security Fundamentals 是面向沒有安全背景的讀者的較平緩的綜述;Bishop 的 Computer Security: Art and Science 把安全視為擁有自身形式化模型的學科,是在存取控制與策略相關章節之後的研究生層次的進階讀物。Anderson 的 Security Engineering 透過案例,以及真實系統中的經濟學和心理學來討論這一主題,其完整的第三版可從作者網站免費下載 PDF,適合作為管理類章節的補充。
就密碼學而言,Paar、Pelzl 和 Güneysu 的 Understanding Cryptography 是一本不借助形式化證明、解釋主要密碼和協定的入門書,適合與第 2 章和第 20–21 章搭配。Katz 和 Lindell 的 Introduction to Modern Cryptography 以定義和安全性證明為基礎,論述嚴謹;如果想弄清這些方案為什麼安全,應在讀完那幾章之後再讀它。
如何使用本書
本書適合本科的電腦安全課程、資訊技術專業的學生,以及想系統瞭解這一領域的從業者。出版社沒有說明先修要求。數論、TCP/IP 架構和域名系統的附錄表明書中在哪些地方內建了背景補充;對作業系統和網路有一定了解,會讓軟體和網路類章節更易讀。
實用的安排:
- 核心: 先讀第 1 章,然後按順序讀第 2 至 9 章,掌握技術基礎及主要的攻擊與防禦。
- 按課程側重選讀: 偏系統與軟體的讀第 10 至 13 章;偏管理或政策的讀第 14 至 19 章;偏網路的讀第 22 至 24 章。
- 密碼學細節: 熟悉第 2 章之後再讀第 20 和 21 章,或配合專門的密碼學教材。
- 實踐: 使用第一個附錄中的專案和練習,以及出版社所說的防火牆與實驗等動手練習,因為這門學科最好在安全的環境中透過嘗試攻擊與防禦來學習。
