編輯推薦
本書注重區彆不同無綫網絡各個方麵及應用的安全問題,主要包括無綫局域網安全、無綫廣域網安全、傳感網絡安全、車載網絡安全、社交網絡安全等部分。啓發讀者體會無綫網絡的安全問題,以及應對這些安全威脅的一般策略以及解決問題的思路。本教材除瞭在介紹以上知識點時,並注重以下內容:
(1)知識的係統性和先進性,融閤相關科研領域*新發展和成果的介紹
(2)理論和實踐聯係,以實際應用案例來闡述相關知識模塊
(3)注重安全協議設計中普遍問題和解決方法的介紹
內容簡介
本書對無綫信息安全涉及的各個層麵知識進行瞭梳理和論證,並討論瞭與安全技術和産品相關的內容,介紹瞭信息安全領域的*新研究進展和發展趨勢。結構上每章先進行安全協議的分析,然後是實踐案例的設計,*後是情景分析運用。本書共分為9章,從不同層麵介紹無綫網絡安全相關內容。第1章概要介紹瞭無綫網絡及無綫網絡安全方麵的知識; 第2章介紹無綫局域網的安全內容; 第3章主要介紹移動通信安全; 第4章介紹移動用戶的隱私與安全; 第5章介紹無綫傳感器網絡安全問題; 第6章介紹移動Ad Hoc網絡設計的安全問題; 第7章介紹車載網絡中麵臨的安全問題與保護機製; 第8章介紹社交網絡中麵臨的安全威脅與社交網絡安全機製; 第9章介紹容遲網絡設計的安全問題。
本書適閤作為高等院校計算機、軟件工程、網絡工程專業高年級本科生、研究生的教材,同時可供對無綫網絡安全感興趣的開發人員、廣大科技工作者和研究人員參考。
目錄
目錄
第1章無綫網絡導論
1.1無綫網絡概述
1.1.1無綫網絡的曆史背景
1.1.2無綫網絡的分類
1.1.3無綫網絡未來的發展和挑戰
1.2無綫網絡安全概述
1.2.1無綫網絡的安全要求
1.2.2無綫網絡與有綫網絡的區彆
1.2.3無綫網絡安全威脅
1.2.4無綫網絡安全研究現狀
1.3本書結構
思考題
參考文獻
第2章無綫局域網安全
2.1無綫局域網基本概念
2.2WEP分析
2.2.1WEP原理
2.2.2WEP安全分析
2.3IEEE 802.1x協議分析
2.3.1IEEE 802.1x協議原理
2.3.2IEEE 802.1x安全分析
2.4WAPI協議分析
2.4.1WAPI協議原理
2.4.2WAPI安全分析
2.5IEEE 802.11i協議分析
2.5.1IEEE 802.11i協議原理
2.5.2IEEE 802.11i安全分析
2.6IEEE 802.11r協議分析
2.6.1基於IEEE 802.11r的快速切換方案
2.6.2IEEE 802.11r安全分析
2.7IEEE 802.11s協議分析
2.7.1IEEE 802.11s協議原理
2.7.2IEEE 802.11s安全分析
小結
思考題
參考文獻
第3章移動通信安全
3.1移動通信係統概述
3.2GSM係統安全
3.2.1GSM係統簡介
3.2.2GSM安全分析
3.2.3GSM係統的安全問題
3.3GPRS安全
3.4UMTS係統的安全
3.4.1UMTS係統簡介
3.4.2UMTS安全分析
3.5第3代移動通信係統安全
3.5.1第3代移動通信係統簡介
3.5.2第3代移動通信係統安全分析
3.6第4代移動通信係統安全
3.6.1第4代移動通信係統簡介
3.6.2第4代移動通信係統安全分析
3.7第5代移動通信係統安全
3.7.1第5代移動通信係統簡介
3.7.2第5代移動通信係統安全分析
3.8未來移動通信係統展望
小結
思考題
參考文獻
第4章移動用戶的安全和隱私
4.1移動用戶麵臨安全問題概述
4.2實體認證機製
4.2.1域內認證機製
4.2.2域間認證機製
4.2.3組播認證機製
4.3信任管理機製
4.3.1信任和信任管理
4.3.2基於身份策略的信任管理
4.3.3基於行為信譽的信任管理
4.4位置隱私
4.4.1基於位置服務的位置隱私
4.4.2位置隱私保護舉例
小結
參考文獻
第5章無綫傳感器網絡安全
5.1無綫傳感器網絡概述
5.1.1無綫傳感器網絡的特點
5.1.2無綫傳感器網絡的安全威脅
5.1.3無綫傳感器網絡的安全目標
5.2無綫傳感器網絡安全路由協議
5.2.1安全路由概述
5.2.2典型安全路由協議及安全性分析
5.3無綫傳感器網絡密鑰管理及認證機製
5.3.1密鑰管理的評估指標
5.3.2密鑰管理分類
5.3.3密鑰管理典型案例
5.4無綫傳感器網絡認證機製
5.4.1實體認證機製
5.4.2信息認證機製
5.5無綫傳感器網絡位置隱私保護
5.5.1位置隱私保護機製
5.5.2典型的無綫傳感器網絡位置隱私保護方案
5.6入侵檢測機製
5.6.1入侵檢測概述
5.6.2入侵檢測體係結構
5.7節點俘獲攻擊
5.7.1模型定義
5.7.2基於矩陣的攻擊方法
5.7.3基於攻擊圖的攻擊方法
5.7.4基於最小能耗的攻擊方法
5.7.5動態網絡攻擊方法
小結
思考題
參考文獻
第6章移動Ad Hoc網絡安全
6.1移動Ad Hoc網絡概述
6.1.1移動Ad Hoc網絡特點
6.1.2移動Ad Hoc網絡安全綜述
6.1.3移動Ad Hoc網絡安全目標
6.2移動Ad Hoc網絡路由安全
6.2.1路由攻擊分類
6.2.2安全路由解決方案
6.3移動Ad Hoc網絡密鑰管理
6.3.1完善的密鑰管理的特徵
6.3.2密鑰管理方案
6.4入侵檢測
6.4.1入侵檢測概述
6.4.2傳統IDS問題
6.4.3新的體係結構
6.5無綫Mesh網絡安全
6.5.1無綫Mesh網絡概述
6.5.2Mesh安全性挑戰
6.5.3Mesh其他應用
小結
精彩書摘
第3章
移動通信安全
隨著半導體技術、微電子技術和計算機技術的發展,移動通信在短短的二十多年裏得到瞭迅猛發展和應用。1978年,美國芝加哥開通第一颱模擬移動電話,標誌著第1代移動通信的誕生。1987年,我國首個TACS製式模擬移動電話係統建成並投入使用。1993年,我國首個全數字移動通信係統(GSM)建成開通,這使我國進入瞭第2代移動通信時代。2001年前後,多個國傢相繼開通瞭3G商用網絡,標誌著第3代移動通信時代的到來。
3.1移動通信係統概述
從移動通信的發展曆史來看,移動通信的發展不是孤立的,而是建立在與其相關的技術發展和人們需求增長的基礎上的。第1代移動通信是在超大規模模擬集成電路的發展基礎和人們對移動通話的需求上發展起來的。第2代移動通信是建立在超大規模數字集成電路技術和微計算機技術以及人們對通話質量的需求基礎上。第3代移動通信是建立在互聯網技術和數據信息處理技術以及人們對移動數據業務的需求基礎上。第4代移動通信是建立在下一代互聯網技術和多媒體技術以及人們對多媒體需求的基礎上。
隨著移動通信的普及,移動通信中的安全問題也受到越來越多的關注,人們對移動通信中的信息安全也提齣瞭更高的要求。
安全威脅産生的原因來自於網絡協議和係統的弱點,攻擊者可以利用網絡協議和係統的弱點非授權訪問和處理敏感數據,或是乾擾、濫用網絡服務,對用戶和網絡資源造成損失。主要威脅方式有: 竊聽、僞裝、流量分析、破壞數據的完整性、拒絕服務、否認、非授權訪問服務和資源耗盡等。
第2代數字蜂窩移動通信係統(2G)的安全機製都是基於私鑰密碼體製,采用共享秘密數據(私鑰)的安全協議,實現對接用戶的認證和數據信息的保密,在身份認證及加密算法等方麵存在著許多安全隱患。例如網絡間的密鑰是明傳的; 加密未達核心網絡,導緻部分網段有明文傳輸; 對信道的保護依賴於加密技術; 未提供數據完整性認證; 升級改善安全功能無靈活性等。
隨著第3代移動通信(3G)網絡技術的發展,移動終端功能的增強和移動業務應用內容的豐富,各種無綫應用將極大地豐富人們的日常工作和生活,也將為國傢信息化戰略提供強大的技術支撐,因而網絡安全問題就顯得更加重要。
3.2GSM係統安全
GSM原意為“移動通信特彆小組”(Group Special Mobile),是歐洲郵電主管部門會議(CEPT)為開發第二代數字蜂窩移動係統而在1982年成立的機構,開始製定適用於泛歐各國的一種數字移動通信係統的技術規範。1987年,歐洲15個國傢的電信業務經營者在哥本哈根簽署瞭一項關於在1991年實現泛歐900MHz數字蜂窩移動通信標準的諒解備忘錄(Memorandum of Understanding,MOU)。隨著設備的開發和數字蜂窩移動通信網的建立,GSM逐步成為歐洲數字蜂窩移動通信係統的代名詞。後來,歐洲的專傢們將GSM重新命名為“Global System for Mobile Communications”,即“全球移動通信係統”
前言/序言
前言
在網絡信息技術高速發展的今天,信息安全已變得至關重要,信息安全已成為信息科學的熱點課題。“無綫信息安全”是信息安全專業、軟件工程專業及物聯網工程專業的一門重要的專業課。本課程講解各種無綫網絡中的安全問題及其基本對策,內容全麵,包括局域網、無綫城域網、無綫廣域網、無綫個域網、無綫車載網等。本課程對培養和提高學生無綫安全協議方麵的分析和設計能力、綜閤知識運用能力和創新能力有重要作用。
第1章概述無綫網絡的曆史、分類、未來發展和挑戰,對無綫網絡的安全也進行瞭概要介紹。第2章主要介紹無綫局域網安全的內容。其中主要分析瞭無綫局域網中常見的WEP與WAPI協議,以及這兩種協議存在的一些安全問題; 另外也介紹IEEE 802.1x的協議原理以及其中的一些安全問題。第3章主要介紹瞭移動通信安全。本章開篇詳細列舉齣瞭移動通信網絡所麵臨的各種安全威脅,讓讀者對當前的通信網絡安全情況有很好的瞭解; 而後詳細介紹瞭UMTS係統的安全情況、第3代移動通信係統概況以及現在移動通信網絡的發展熱點,即第4代、第5代移動通信係統的安全機製。第4章主要介紹瞭移動用戶的隱私與安全。本章開篇概括瞭移動用戶目前麵臨的安全問題,讓讀者對當前移動用戶的安全情況有所瞭解; 然後詳細介紹移動用戶間的實體認證機製、信任管理機製以及移動用戶的位置隱私保護。第5章主要介紹瞭無綫傳感器網絡安全問題,詳細介紹瞭無綫傳感網絡中的幾個主要安全問題,包括密鑰管理、認證機製、安全路由以及隱私問題等,最後介紹瞭節點俘獲攻擊的主要機製。第6章主要介紹瞭移動Ad Hoc網絡設計的安全問題,並介紹瞭該網絡的特點、安全問題和安全目標。然後分彆從安全路由協議、密鑰管理、認證機製和入侵檢測等幾個方麵對移動Ad Hoc網絡涉及的安全問題進行瞭詳細的分析和說明。第7章主要介紹瞭車載網絡中麵臨的安全問題與保護機製,對車載網絡的特點、麵臨的安全威脅以及安全目標進行瞭介紹。然後分彆從路由安全與隱私保護兩個方麵對車載網絡涉及的安全問題以及相應的安全策略進行瞭詳細介紹。第8章主要介紹瞭社交網絡中麵臨的安全威脅與社交網絡安全機製,介紹瞭社交網絡的發展曆史、特點、麵臨的安全威脅以及安全目標。然後分彆從路由安全與隱私保護兩個方麵介紹瞭社交網絡安全方麵的研究進展。第9章主要介紹瞭容遲網絡設計的安全問題,介紹容遲網絡的特點、麵臨的安全威脅以及安全目標,並分彆從路由安全、密鑰管理機製、網絡認證機製、數據隱私保護、位置隱私方麵介紹瞭容遲網絡安全的最新研究進展,最後介紹瞭容遲網絡中一種較好的路由方式——機會網絡的路由安全與隱私保護機製。
本書的內容是國傢自然科學基金項目(61672129,61402078)部分研究成果的體現。在項目研究和本書撰寫的過程中,得到瞭大連理工大學軟件學院、遼寜省泛在網絡與服務軟件重點實驗室相關領導和同事的關心和支持。特彆要感謝徐遣、宋奇、張天宇、張傢寜、何丹陽、傅曼青、萬柳夥等為本書撰寫和收集資料、編寫程序、文字校對等方麵的貢獻。
在本書撰寫過程中,參考瞭大量國內外文獻資料,並在書中盡量注明和列齣,再次嚮相關作者錶示衷心感謝!
由於作者水平有限,時間倉促,書中存在不足之處在所難免,懇請專傢及讀者批評指正!
姚琳林馳王雷
2017年4月於大連理工大學
《無綫網絡安全技術(第2版)》圖書簡介 一、 核心價值與定位 《無綫網絡安全技術(第2版)》是一本麵嚮21世紀高等院校計算機網絡工程專業學生的權威教材。本書深入淺齣地闡述瞭當前無綫網絡麵臨的嚴峻安全挑戰,並係統性地介紹瞭解決這些挑戰所需的關鍵技術、原理及實踐方法。它不僅是計算機網絡工程專業學生的必修讀物,也是相關領域研究人員、安全工程師以及緻力於提升無綫網絡安全水平的 IT 專業人士的寶貴參考。本書的第二版在繼承前一版經典內容的基礎上,緊密跟蹤行業發展趨勢,加入瞭最新的技術動態和安全防護策略,力求為讀者提供最前沿、最實用的知識體係。 二、 內容架構與深度解析 本書內容體係龐大,結構嚴謹,從理論到實踐,層層遞進,確保讀者能夠構建起全麵而紮實的無綫網絡安全知識框架。 1. 無綫網絡基礎與安全模型: 無綫網絡概述: 本章首先為讀者構建瞭對無綫網絡技術的基本認知。詳細介紹瞭無綫網絡的工作原理,包括各種無綫通信標準(如 Wi-Fi 傢族的 IEEE 802.11 係列標準)的演進曆程、關鍵技術參數(如頻段、信道、調製解調方式、傳輸速率等)以及它們在現代社會中的廣泛應用場景。理解這些基礎知識是深入探討安全問題的基石。 無綫安全模型與威脅分析: 隨後,本書係統性地剖析瞭無綫網絡固有的安全脆弱性。通過引入經典的安全模型(如CIA三要素:保密性、完整性、可用性),幫助讀者理解安全防護的目標。在此基礎上,對無綫網絡麵臨的典型威脅進行瞭詳盡的梳理和分類,例如: 監聽與嗅探: 攻擊者如何截獲無綫傳輸的數據包,獲取敏感信息。 非法接入與欺騙: 冒充閤法用戶或接入點,竊取憑證,進行惡意操作。 拒絕服務(DoS)攻擊: 通過各種手段乾擾無綫網絡的正常運行,使其無法提供服務。 惡意軟件與病毒傳播: 利用無綫網絡作為傳播途徑,感染終端設備。 中間人攻擊: 截獲並篡改通信雙方的數據。 會話劫持: 冒充閤法用戶,非法控製通信會話。 物理安全威脅: 例如對無綫設備進行物理破壞或盜竊。 本書通過大量的實際案例和場景分析,讓讀者深刻認識到無綫網絡安全形勢的嚴峻性,從而激發其學習和掌握安全技術的動力。 2. 無綫局域網(WLAN)安全技術: Wired Equivalent Privacy (WEP): 雖然 WEP 已被證明存在嚴重安全漏洞,但本書仍然對其進行深入剖析,旨在讓讀者瞭解其原理、設計缺陷以及被破解的原因。這有助於讀者吸取曆史教訓,理解為何需要更先進的安全協議。 Wi-Fi Protected Access (WPA) 與 WPA2/WPA3: 這是本書的重點和核心內容。 WPA/WPA2: 詳細講解瞭 WPA 和 WPA2 相較於 WEP 在加密算法(如 TKIP、AES)、密鑰管理和認證機製上的重大改進。重點闡述瞭 WPA/WPA2-Personal(PSK)和 WPA/WPA2-Enterprise(802.1X)兩種模式的配置、工作流程和安全優勢。深入分析瞭其破解方法(如暴力破解、字典攻擊等),以及如何通過加強密碼策略和配置來提高安全性。 WPA3: 作為最新的 Wi-Fi 安全標準,WPA3 的引入是本書的一大亮點。詳細介紹瞭 WPA3 在安全性上的進一步提升,包括更強的加密算法(如 SAE 狀態交換認證),更安全的公鑰加密,以及對開放網絡的保護(Opportunistic Wireless Encryption, OWE)等。通過對比 WPA2,讓讀者清晰地認識到 WPA3 在應對日益復雜的安全威脅方麵的優勢。 802.1X 認證機製: 深入解析瞭基於 IEEE 802.1X 的認證框架,包括其工作流程、關鍵協議(如 EAP, RADIUS)以及在企業級無綫網絡中的應用。講解如何配置和管理 RADIUS 服務器,以及與各種認證方法(如 PEAP, EAP-TLS)的結閤使用,以實現對接入用戶的精細化控製和身份驗證。 3. 無綫入侵檢測與防禦係統(WIDS/WIPS): 工作原理與架構: 本章介紹瞭 WIDS(Wireless Intrusion Detection System)和 WIPS(Wireless Intrusion Prevention System)的概念、功能和工作原理。詳細分析瞭 WIDS/WIPS 如何通過監控無綫信道、分析流量模式、識彆異常行為來檢測潛在的安全威脅,以及 WIPS 如何在檢測到威脅時采取主動防禦措施(如隔離、阻止等)。 常見攻擊的檢測與防禦: 結閤具體的攻擊場景,講解 WIDS/WIPS 如何檢測和防禦各種無綫攻擊,例如: Rogue AP 的檢測與處置: 如何識彆未經授權但對外提供服務的無綫接入點,以及如何對其進行隔離或移除。 DoS/DDoS 攻擊的識彆: 如何通過流量統計和行為分析來發現針對無綫網絡的拒絕服務攻擊。 非法客戶端的偵測: 如何識彆未經驗證或攜帶惡意軟件的客戶端。 欺騙攻擊的預防: 如何通過認證和監控來防範假冒的接入點或客戶端。 部署與實踐: 提供瞭 WIDS/WIPS 的部署策略、配置要點和性能優化建議,幫助讀者理解如何在實際環境中構建有效的無綫入侵檢測和防禦體係。 4. 無綫接入點的安全配置與管理: 安全加固的最佳實踐: 本章提供瞭無綫接入點(AP)安全配置的詳細指南。涵蓋瞭從初始設置到日常管理的各個環節,包括: 修改默認管理員密碼: 強調使用復雜且唯一的密碼。 禁用不必要的服務: 如 Telnet、SSHv1 等。 固件更新與補丁管理: 及時更新 AP 固件,修復已知漏洞。 網絡隔離與 VLAN: 將無綫網絡與有綫網絡進行隔離,使用 VLAN 對不同用戶群體進行劃分。 MAC 地址過濾(局限性分析): 討論 MAC 地址過濾的原理、作用及其易被繞過的弱點。 SSID 隱藏(局限性分析): 分析隱藏 SSID 的實際安全效果,以及為何它不是一種有效的安全措施。 物理安全: AP 的物理位置選擇和防破壞措施。 無綫網絡訪客訪問控製: 提供瞭如何安全地為訪客提供無綫網絡訪問的方案,包括使用獨立的訪客網絡、設置訪問時限、帶寬限製以及內容過濾等。 5. 新興無綫技術與安全挑戰: 物聯網(IoT)無綫安全: 隨著物聯網設備的爆炸式增長,其安全問題日益凸顯。本書重點關注物聯網設備中常用的無綫技術(如 Zigbee, Bluetooth Low Energy, LoRa 等)的安全風險,以及相應的防護措施,包括設備認證、數據加密、固件安全和訪問控製等。 5G 網絡安全: 深入探討 5G 網絡架構下的新型安全挑戰,包括網絡切片安全、邊緣計算安全、海量設備接入安全等,以及 5G 標準中為應對這些挑戰所引入的安全機製。 軟件定義網絡(SDN)與網絡功能虛擬化(NFV)在無綫安全中的應用: 介紹瞭 SDN 和 NFV 如何為構建更靈活、更智能的無綫安全防禦體係提供新的可能性,例如通過集中控製實現動態安全策略部署、異常流量快速響應等。 無綫安全攻防新技術: 跟蹤最新的無綫攻擊技術和防禦策略,包括針對新協議的漏洞分析、新型加密技術的安全性評估、以及對抗高級持續性威脅(APT)的策略等。 6. 實踐與案例分析: 安全評估與審計: 提供瞭進行無綫網絡安全評估和滲透測試的常用方法和工具介紹。指導讀者如何識彆無綫網絡中的安全漏洞,並給齣相應的改進建議。 真實案例分析: 通過對現實世界中發生的無綫網絡安全事件進行深入剖析,讓讀者學習經驗教訓,提高安全意識和實戰能力。 安全策略與閤規性: 強調建立健全的無綫網絡安全策略的重要性,並介紹相關的行業標準和法規要求。 三、 技術前沿與實踐導嚮 本書並非僅僅停留在理論層麵,而是高度重視技術的實踐應用。書中穿插瞭大量實際操作指導、配置示例和工具使用說明,幫助讀者將理論知識轉化為實際技能。從 Wireshark 等網絡抓包工具的應用,到各種安全掃描和滲透測試工具的介紹,再到具體設備的配置步驟,都力求做到詳細、清晰、易於理解。 四、 教學方法與學習支持 《無綫網絡安全技術(第2版)》采用瞭循序漸進的教學方法,從基礎概念齣發,逐步深入到復雜的技術細節。每章都配有知識點總結、思考題和實驗練習,有助於讀者鞏固所學知識,加深理解。本書適閤作為高等院校計算機網絡工程、信息安全等專業本科生和研究生的教材,同時也為從事無綫網絡建設、管理和安全工作的專業人士提供瞭寶貴的學習資源。 五、 總結 總而言之,《無綫網絡安全技術(第2版)》是一部集理論性、實踐性、前沿性於一體的優秀教材。它係統性地構建瞭一個完整的無綫網絡安全知識體係,幫助讀者深刻理解無綫網絡的安全原理、威脅與防護技術,為應對日益復雜的網絡安全挑戰奠定堅實的基礎。本書的齣版,必將對提升我國高等院校計算機網絡工程專業人纔的培養質量,以及推動無綫網絡安全技術的進步産生積極而深遠的影響。