公安院校計算機安全課程教學的思考

吳紹兵　楊白云　王　嵐　曾志峰　曹好順

摘要:隨著計算機技術和計算機網絡建設的發展和完善,計算機安全問題逐步成為計算機界關注和討論的焦點。本文主要是在從事計算機安全的教學過程中,對計算機安全課程教學的探討和一點思考。

關鍵詞:公安院校;計算機安全;課程教學

中圖分類號:G642文獻標識碼: A

當前基層公安機關的信息化水平有了長足進展,但公安院校計算機實踐教學已不能滿足公安實戰要求,學生畢業后不能很好地適應公安業務需求。我們在從事“計算機安全”課程教學過程中也發現:大部分的教材體系都是講計算機實體安全、數據庫安全、計算機病毒學、計算機密碼學、操作系統安全等,而且理論多,實訓的少。學生學完以后,無法立刻投入工作中,沒有體現應用為主體的應用型教學目標。于是,我們在教學過程中,在講解了相關理論知識后,增加了實訓的內容,并把實訓作為我們教學的主要環節。

1公安部門計算機安全人才需求

計算機安全學科是由數學、計算機科學與技術、信息與通信工程等學科交叉而形成的一門綜合性學科。目前主要研究領域涉及現代密碼學、操作系統安全、數據庫安全、計算機病毒、計算機與通信網絡安全、電子商務/電子政務系統安全等。

公安部實施“科技強警”戰略,其重要組成部分“金盾工程”的目標是在全國范圍內建設數字化公安,實現警務信息化。隨著這一宏大工程的建設和使用,信息技術為公安警務工作提供了計算機輔助決策、實時動態實戰應用平臺。這對計算機信息安全專業人才需求特別大。

公安部門計算機安全人才需求主要設計的是網絡安全與維護、計算機取證、電子證據的獲取、計算機犯罪與偵查、數據恢復、網絡監控等。受保密法的限制,有些課程在普通大專院校是不開設的。

2建立合理的課程體系

計算機信息安全專業是一個綜合、交叉的學科領域,涉及數學、物理、通信、法律和計算機諸多學科領域的知識和最新發展成果,同時該專業也是一個實踐性很強的專業。因此,應以公安實戰需求為導向建立科學的課程體系,課程體系中應理論基礎與工程實踐并重,加強實踐課程的訓練;確立核心課程,并在保證計算機信息安全專業教育的基礎性、全面性的同時,確定除核心課程外的專業必修課,并按照其內容聯系、應用需求等劃分成若干個課程模塊,讓學生根據自己的興趣來選擇不同模塊進行學習,使學生能夠在掌握本專業核心理論的基礎上,結合自身興趣和實際需要進行學習,充分發揮自己的潛力和特長,并促進個性化發展。

3提高教師的專業知識水平

隨著課程教學改革的深入,必然對教師業務水平提出更高的要求。教師要充分利用網絡教學平臺,擴展的知識結構。一、利用國家、省級精品課程網站進行學習;二、積極參加遠程或本地的培訓、交流,擴寬教師的知識面,了解課程體系的前沿;三、下公安基層,學習常用的公安應用軟件;四、課題組、教研組積極討論、認真備課 。對于某一門課程,我們采用集體備課的方式,即將該門課程分成若干單元或知識模塊,每一位教師負責一個知識模塊。備完該模塊后,進行課前的試講,由教研室的老師組成審核組,提出相關建議和意見。經過認真細致的修改,直到大家認為滿意為止。每位教師集體精力深入細致的研究、鉆研自己承擔的教學模塊。這樣做的結果:提高了教師的教學水平、教學質量和相關專業知識水平。

4掌握計算機信息安全人才短缺的相關知識

計算機信息安全學科是一個“以信息安全理論為核心,以信息技術、信息工程和信息安全等理論體系為支撐,以國家和社會各領域信息安全防護為應用方向”的跨學科的交叉性學科群體系。該學科交叉性、邊緣性強,應用領域面寬,是一個龐大的學科群體系,涉及計算機科學與技術、通信工程、數學、密碼學、計算機病毒技術、電子工程等諸多學科的內容。

4.1基礎知識

在信息安全專業的基礎知識中,包含了計算機科學與技術、數學、密碼學、通信工程、電子工程等方面的基礎知識。

就數學工具而言,計算機信息安全涉及的數學領域包括數論、組合數學、離散數學(包括其中的代數系統、圖論、形式語言與自動機、格論、數理邏輯等)、概率論與數理統計、隨機過程等數學分支。

密碼學是構建信息安全體系的基礎,也是實現信息安全技術的主要手段。計算機信息安全專業的密碼學基礎包括序列密碼、分組密碼、公鑰密碼、Hash函數、DES密碼技術、RSA密碼技術、身份識別技術等。

4.2專業知識

計算機信息安全專業知識的內容非常豐富。按照主要內容和研究角度的不同,計算機信息安全具體包含的知識主要有:

(1) 密碼技術。密碼技術主要包括兩部分,即基于數學的密碼技術(包括序列密碼、分組密碼、公鑰密碼、Hash 函數、認證碼、數字簽名、身份識別、密鑰管理、PKI技術等)和非數學的密碼技術(包括信息隱藏,量子密碼,基于生物特征的識別理論與技術)。

(2) 安全協議技術。包括各種實用安全協議如IPSec協議、SHTTP協議,S/MIME協議、電子商務協議等的設計、分析與應用。

(3) 安全體系。包括安全體系模型的建立及其形式化描述與分析,安全策略和機制的研究,檢驗和評估系統安全性的科學方法和準則的建立,運用這些模型、策略和準則的信息系統(如安全操作系統,安全數據庫系統等)的研制。

(4) 計算機信息對抗技術。包括黑客防范體系,計算機信息分析與監控,入侵檢測原理與技術,應急響應系統,計算機取證技術,計算機病毒防治,信息隱藏與檢測技術等。

我們學院開設的相關專業課程有:計算機安全、網絡安全與監察、網絡安全與維護、計算機病毒、計算機犯罪研究、計算機網絡犯罪與案例分析、公安信息系統應用、警用通信、入侵檢測技術和防火墻技術等,此外,還有涉及公安領域方面的相關課程。通過這些課程的學習,讓學生提高相關專業方面的知識水平,為畢業后從事公安工作打下一個堅實的基礎。

5主干課程

針對計算機信息安全人才的實際需要,我們認為,計算機信息安全本科專業的人才培養思路應該是“以應用型人才、工程型人才為主要目標,兼顧研究型人才的培養”。在主干課程設置上應瞄準“打牢計算機基礎,提高數學素質,構建系統的計算機信息安全知識體系,突出計算機安全管理與計算機安全工程實踐能力”。

計算機信息安全本科專業的專業主干課程可以按基礎平臺課、專業基礎課和專業課三個層次構架:基礎平臺課主要培養學生基本的知識素養,形成人才知識和能力金字塔結構的基礎。 信息安全專業的數學基礎課程的設置應區別于計算機、通信專業。根據后續密碼課程的需要可設置高等數學、線性代數、概率論與數理統計等。

專業基礎課主要培養學生廣泛的專業背景知識, 形成良好的背景知識支撐體系,構成知識、能力金字塔結構的主體部分。專業基礎包括計算機科學與技術、密碼學、通信工程、電子工程等方面。計算機類課程可設置計算機組成原理、微機原理與接口技術、單片機原理及應用、離散數學、數據結構、操作系統、數據庫系統、計算機網絡、匯編語言、C語言程序設計、面向對象程序程序設計、軟件工程等。電子類課程可設置數字技術基礎、模擬電路、電路分析基礎。

專業課主要培養學生在相關領域與計算機信息安全相關的系統專業理論、技術和工程知識,形成自己的專長和特色,完成人才知識、能力金字塔結構的頂端部分。主要專業必修課程包括計算機信息安全導論、現代密碼學、計算機網絡協議分析、操作系統內核分析、網絡信息安全、信息安全工程學以及計算機信息安全法律法規等。在專業課的課程設置上,可以將一些非核心但又比較重要的計算機信息安全知識作為專業選修課開設,如信息隱藏與檢測、Windows 原理與應用、Linux 原理與應用、計算機病毒、無線局域網安全、計算機取證技術、警用通信等。

6選擇合適的教材

根據學院制定的培養計劃和教學大綱的要求,所選擇的教材,應將安全理論、安全技術、安全工具和安全編程等內容有機結合在一起,更應偏向于實踐應用。對于計算機安全的教學內容,大體上是有這么幾個方面:計算機安全概述、密碼學、計算機病毒和反病毒技術、操作系統的安全以及數據庫的安全及應用等。結合當前公安教學的“大教育、大培訓”的格局模式,我們應該以實訓為主,力爭早日建設適合我們學院學生實際的教材。

7小結

本文是我們在教學過程中的一點體會,主要介紹了公安部門的人才需求、相關課程體系以及適合我們學院自身實際的課程設置,相關的教材正在建設之中。

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Reflection on the Teaching of Computer Security in Public Security University

WU Shao-bing 1 , YANG Bai-yun 2, WANG Lan 2, ZENG Zhi-feng 1 , CAO Hao-shun 1

(1.Department of Computer Science, Yunnan Police Officer Academy, Kunming 650223, China; 2. Teaching and

Research Department of Basic Course, Yunnan Police Officer Academy, Kunming 650223, China)

Abstract: With the development and perfect of computer technology and computer network development, the problem of computer security will be the focus of discussing by and by. In this paper, we gave the discussing and thought of computer security teaching which we were engaged in the teaching of computer security.

Key words: public security university; computer security; course teaching