摘 要:現(xiàn)代化信息技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展,給人們的辦公以及學(xué)習(xí)等帶來重要便利,但是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用,需要加強(qiáng)系統(tǒng)軟件的升級(jí)和開發(fā),在保證計(jì)算機(jī)使用安全的基礎(chǔ)上,提高信息辦公的效率。網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中,需要結(jié)合計(jì)算機(jī)學(xué)科知識(shí)以及網(wǎng)絡(luò)安全知識(shí),對(duì)系統(tǒng)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析,本文在此基礎(chǔ)上,主要對(duì)網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用的方法和要求等進(jìn)行了研究與分析。
關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn);教學(xué)系統(tǒng);計(jì)算機(jī)安全;防火墻
中圖分類號(hào):TP393.08 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):2096-4706(2018)03-0145-03
Design and Implementation of Network Attack and Defense
Practical Teaching System
ZHONG Baisheng
(Department of Computer Science and Engineering,Guangzhou College of Technology and Business,Huadu 510800,China)
Abstract:The application and development of modern information technology brings great convenience to people's office and learning. However,with the application of computer technology in different fields,the upgrading and development of system software should be strengthened. On the basis of ensuring the security of computer use,the efficiency of information office should be improved. In practical application,the network attack and defense teaching system needs to combine the knowledge of computer science and network security to design and analyze the content of the system. On the basis of this article,the methods and requirements of the design and application of the network attack and defense practical teaching system are mainly studied and analyzed.
Keywords:network attack and defense actual combat;teaching system;computer security;firewall
0 引 言
網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中的應(yīng)用,需要重點(diǎn)解決其中的實(shí)驗(yàn)真實(shí)性維護(hù)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境維護(hù)等問題,設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng),在平臺(tái)上利用網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備,搭建出真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)攻防環(huán)境,利用滲透測(cè)試以及網(wǎng)絡(luò)技能訓(xùn)練等方法,提升網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用的實(shí)效性[1]。但是在網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,需要對(duì)硬件平臺(tái)上的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備、實(shí)驗(yàn)靶機(jī)、管理控制設(shè)備以及訪問控制系統(tǒng)等實(shí)施綜合化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),另外對(duì)軟件平臺(tái)上的管理系統(tǒng)、技能訓(xùn)練系統(tǒng)、基礎(chǔ)考核系統(tǒng)以及滲透測(cè)試系統(tǒng)等進(jìn)行性能穩(wěn)定測(cè)試,滿足網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科研需求和教學(xué)需求。關(guān)于網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容和方法等,均需要結(jié)合實(shí)際情況,展開綜合化的研究與探討。
1 網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)分析
網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的題庫管理部分,主要包括實(shí)戰(zhàn)模塊、基礎(chǔ)考核、技能訓(xùn)練以及滲透測(cè)試幾個(gè)模塊。基礎(chǔ)考核、技能訓(xùn)練以及滲透測(cè)試的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,包括靶機(jī)、信息隱藏、逆向工程、密碼破解、編程算法、防火墻以及操作系統(tǒng)安全策略配置等[2]。軟件系統(tǒng)包括技能訓(xùn)練、基礎(chǔ)考核、實(shí)戰(zhàn)管理和滲透測(cè)試等,硬件系統(tǒng)則包括防火墻、靶機(jī)、病毒入侵防御以及管理控制設(shè)備等內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的靶機(jī)共有三臺(tái),能夠運(yùn)行不同的服務(wù)內(nèi)容,但是靶機(jī)對(duì)應(yīng)防火墻的不同運(yùn)行規(guī)則,并且由防火墻確保網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)安全,網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)操環(huán)境和硬件支撐則是由管理控制系統(tǒng)完成。在網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要求能夠滿足網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)計(jì)的要求,為綜合實(shí)訓(xùn)以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供教學(xué)輔助。
2 網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的軟、硬件組成分析
2.1 軟件系統(tǒng)組成分析
網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)考核系統(tǒng)能夠提供配套的題庫以及答題系統(tǒng),且能夠?qū)︻}庫實(shí)施增刪和修改等管理操作,技能訓(xùn)練系統(tǒng)一般涉及網(wǎng)絡(luò)攻防的技術(shù)內(nèi)容,包括緩沖區(qū)溢出、逆向工程和欺騙技術(shù)等,能夠培養(yǎng)學(xué)生手動(dòng)攻防能力。滲透測(cè)試系統(tǒng)則能夠搭建真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,對(duì)滲透目標(biāo)和滲透結(jié)果提供相關(guān)信息,然后在線提供接口,對(duì)測(cè)試成績(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和驗(yàn)證,而網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)中的實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng),則能夠提供服務(wù)支持,包括公告管理、比賽統(tǒng)計(jì)、訪問控制和題目管理等,利用實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)還能夠完成在線答題的成績(jī)統(tǒng)計(jì),然后在團(tuán)隊(duì)注冊(cè)中進(jìn)行積分排名,然后完成在線反饋等操作,并在此基礎(chǔ)上為網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)驗(yàn)提供在線管理服務(wù)[3]。
2.2 軟件系統(tǒng)組成分析
本平臺(tái)應(yīng)用Struts框架和Hibernate框架技術(shù),采用軟件工程的方法,設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)安全演練實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的系統(tǒng)模型與數(shù)據(jù)庫模型。提高了系統(tǒng)開發(fā)的效率。而且各層功能獨(dú)立,平臺(tái)的維護(hù)性和擴(kuò)展性得到了提高。各層之間的聯(lián)系也少。系統(tǒng)的性能也得到了提高。具體的架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。
3 網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
整個(gè)系統(tǒng)由Hibernate+Struts+Mysql架設(shè),采用MyEclipse開發(fā)工具實(shí)現(xiàn)。
3.1 采用Struts架構(gòu)實(shí)現(xiàn)
該平臺(tái)Struts是設(shè)計(jì)B/S結(jié)構(gòu)平臺(tái)的首選開發(fā)模式,因?yàn)樗且环N典型的MVC架構(gòu),有利于系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和平臺(tái)的開發(fā),使開發(fā)人員只關(guān)心自己的層次開發(fā),不用花費(fèi)太多的經(jīng)歷去參與其他層次的開發(fā)與實(shí)現(xiàn),提高了平臺(tái)的實(shí)用性。
3.2 權(quán)限認(rèn)證的實(shí)現(xiàn)
在進(jìn)入平臺(tái)之前,要進(jìn)行學(xué)生身份和教師身份的選擇與確認(rèn)。為確保學(xué)生子系統(tǒng)和教師子系統(tǒng)安全可靠,平臺(tái)需要對(duì)不同類型用戶的身份進(jìn)行認(rèn)證并進(jìn)行權(quán)限分配,只有授權(quán)用戶才能登錄到自己的頁面,自己的權(quán)限也就激活了。并將用戶登錄的信息與操作過程存儲(chǔ)到日志中。
3.3 查詢功能實(shí)現(xiàn)
為了方便使用,本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了精確查詢和模糊查詢相結(jié)合;單條件和復(fù)合條件查詢相結(jié)合。
3.4 Excel數(shù)據(jù)的導(dǎo)入與Word文檔的上傳
為了使平臺(tái)操作智能化、規(guī)范化、簡(jiǎn)單化,本平臺(tái)將學(xué)生的信息以Excel的形式導(dǎo)入Mysql數(shù)據(jù)庫,實(shí)現(xiàn)了表格信息到數(shù)據(jù)庫信息的轉(zhuǎn)換。另外也實(shí)現(xiàn)了將學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告信息上傳到指定目錄下,進(jìn)行批改和評(píng)分,實(shí)現(xiàn)了辦公軟件與數(shù)據(jù)庫的結(jié)合。
3.5 備份與還原功能的實(shí)現(xiàn)
因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)安全演練教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)運(yùn)行的是一些網(wǎng)絡(luò)攻防的軟件,存在操作不當(dāng)或者失誤造成信息丟失的可能。因此需要每次實(shí)驗(yàn)前和實(shí)驗(yàn)后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份,不僅在本地進(jìn)行備份,還要在局域網(wǎng)的其他機(jī)器上做備份。還可以根據(jù)要求還原不同時(shí)間段的數(shù)據(jù)信息,該平臺(tái)也可以進(jìn)行人工備份。
4 網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)的教學(xué)演示
4.1 基礎(chǔ)性網(wǎng)絡(luò)操作
網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)根據(jù)設(shè)計(jì)需求完成相應(yīng)的系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì),可以進(jìn)行相關(guān)教學(xué)演示。網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)的教學(xué)演示部分包括流媒體的服務(wù)器、Web服務(wù)器以及備份服務(wù)器的支撐,這些服務(wù)器的運(yùn)行管理效率直接關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)教學(xué)演示效果的好壞。在系統(tǒng)演示中,主要可以進(jìn)行一些基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)操作,包括對(duì)教學(xué)平臺(tái)上教師的教學(xué)課件信息進(jìn)行更新,以及師生之間或?qū)W生之間的教學(xué)交流和課程互動(dòng)等,這些網(wǎng)絡(luò)操作內(nèi)容均可以在網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)教學(xué)演示還包括學(xué)生信息管理、作業(yè)提交以及實(shí)驗(yàn)設(shè)置等,這些功能的實(shí)現(xiàn),體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)攻防與課程教學(xué)的完美結(jié)合[4]。
4.2 瀏覽器服務(wù)
教學(xué)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的過程中,是要根據(jù)實(shí)際的教學(xué)需求,對(duì)不同的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用模塊等進(jìn)行合理的規(guī)劃,在完成網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,進(jìn)行系統(tǒng)操作,可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決系統(tǒng)教學(xué)應(yīng)用中存在的一些問題。在網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)中,可以對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率,但是在網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)平臺(tái)上,可以同步進(jìn)行演練,使用網(wǎng)上流行的教學(xué)平臺(tái)模式,將瀏覽器作為客戶端使用,而Web界面的形成則需要通過ASP來實(shí)現(xiàn),將數(shù)據(jù)庫的信息管理和存儲(chǔ)系統(tǒng)以及教學(xué)演示部分劃分為三層系統(tǒng)結(jié)構(gòu),可根據(jù)用戶需求添加演示內(nèi)容,并在此基礎(chǔ)上,對(duì)用戶界面進(jìn)行優(yōu)化。
4.3 屏幕播放
在現(xiàn)代課程教學(xué)中,一般會(huì)采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式,在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上,也可以設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)驗(yàn),因而在網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,增加實(shí)驗(yàn)演示部分,能夠有效突出網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)大容量的教學(xué)優(yōu)化特性。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)演示中,可以對(duì)屏幕上的演示細(xì)節(jié)進(jìn)行錄像處理,然后將視頻內(nèi)容存儲(chǔ)在流媒體的服務(wù)器上,利用教學(xué)系統(tǒng)播放網(wǎng)絡(luò)視頻[5]。網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)教學(xué)演示中關(guān)于實(shí)驗(yàn)視頻的操作部分,需要將練習(xí)的內(nèi)容和演示部分聯(lián)系在一起,根據(jù)不同章節(jié)的知識(shí)內(nèi)容,對(duì)實(shí)驗(yàn)視頻進(jìn)行制作。在網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)教學(xué)演示中,對(duì)于實(shí)驗(yàn)的主要操作步驟、實(shí)驗(yàn)說明、素材內(nèi)容、工具信息以及其他的相關(guān)下載服務(wù)等,均需要另行說明,并在網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)平臺(tái)上增加互動(dòng)練習(xí)。
5 網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)的項(xiàng)目分析
5.1 主要項(xiàng)目?jī)?nèi)容
網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和使用的過程中,重點(diǎn)是要保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性和高效性。網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)以及課程內(nèi)容具有較強(qiáng)的實(shí)踐性,但是網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用需要真實(shí)的案例和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的支撐。關(guān)于網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分析主要包括網(wǎng)絡(luò)掃描、編碼技術(shù)、設(shè)備攻擊與安全配置、逆向工程、惡意代碼、拒絕服務(wù)攻擊、緩沖區(qū)溢出、網(wǎng)絡(luò)欺騙、SQL注入、日志清除與日志分析、操作系統(tǒng)漏洞、編程與算法、安全策略配置等。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)的主要實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行分析,能夠營造更加穩(wěn)定的系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境[6]。
5.2 系統(tǒng)測(cè)試分析
網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是為了給學(xué)校的教學(xué)信息管理和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等提供必要的系統(tǒng)平臺(tái),在網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用的過程中,進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試,是為了獲得更加穩(wěn)定的系統(tǒng)測(cè)試體驗(yàn)。一般網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境在硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境以及系統(tǒng)配置等方面具有一定的要求。例如硬件要求內(nèi)存超過512MB、10MB/100MB的內(nèi)存卡,軟件要求網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)測(cè)試用戶的PC機(jī)要安裝IE瀏覽器、主流操作應(yīng)用軟件以及其他的相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)等。網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)測(cè)試的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境方面要求PC機(jī)能夠在交換機(jī)的應(yīng)用轉(zhuǎn)換下實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的連接,網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)配置要求具備實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備以及實(shí)驗(yàn)管控設(shè)備等。
5.3 實(shí)驗(yàn)案例部分
網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的過程中,需要對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析。在網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)案例分析中,常用到Web漏洞攻擊知識(shí)或者是日志分析技術(shù),用戶需使用日志對(duì)Web漏洞系統(tǒng)的攻擊者的情況加以分析,并在此基礎(chǔ)上,找到攻擊者的IP。具體操作中,是對(duì)漏洞頁面進(jìn)行尋找,分析系統(tǒng)攻擊者主要使用的攻擊方法,按照對(duì)方的思路對(duì)關(guān)鍵文件進(jìn)行定位搜索,再根據(jù)已經(jīng)下載的代碼包找到相關(guān)頁面,獲得過關(guān)鎖鑰,提交鎖鑰。對(duì)網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)的測(cè)試分析以及攻防實(shí)戰(zhàn)研究,需要對(duì)其攻防項(xiàng)目、功能模塊等進(jìn)行全面測(cè)試,保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行[7]。
6 結(jié) 論
網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,涉及信息安全和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全知識(shí),系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有實(shí)踐性特點(diǎn),高校在網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,對(duì)防火墻、網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)、網(wǎng)絡(luò)攻擊分析、網(wǎng)絡(luò)病毒入侵檢測(cè)以及網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)應(yīng)用方面的內(nèi)容不斷進(jìn)行深入研究。在網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,還需要更多的參照信息安全規(guī)范的相關(guān)內(nèi)容,在全面性的攻防技術(shù)訓(xùn)練以及安全知識(shí)考核中,對(duì)真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境滲透實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)環(huán)境的創(chuàng)設(shè),另外結(jié)合信息安全、滲透測(cè)試以及網(wǎng)絡(luò)安全管理等一系列內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。但是需要注意,網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求能夠滿足不同層次的實(shí)驗(yàn)需求、教學(xué)需求和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展需求,以網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)作為教學(xué)訓(xùn)練依托,全面有效地提升網(wǎng)絡(luò)攻防實(shí)戰(zhàn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用效用。
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作者簡(jiǎn)介:鐘百勝(1982-),男,漢族,廣東五華人,實(shí)驗(yàn)師,碩士。研究方向:網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全。