【正文】 XXXXXXX學院信息安全實驗室建設(shè)方案2010年5月49 / 52目 錄 1 1 2 3 3 3 4 4 5 5 5 6：信息安全實驗教學系統(tǒng) 6 9 9 15 15 16：信息安全實訓系統(tǒng) 26 26 28 34 39 39 40 43 44 44 44 44 44 45 工作流程 46 相關(guān)費用 47 47 47 47 48二十年來，信息領(lǐng)域中多媒體與Internet兩大技術(shù)蓬勃發(fā)展，形成了集通信、計算機和信息處理于一體的龐大巨系統(tǒng)，成為現(xiàn)代社會運轉(zhuǎn)不可缺少的基礎(chǔ)。這是信息時代的主要標志，同時也深刻反映了當今社會對信息系統(tǒng)的巨大依賴性。信息系統(tǒng)安全無誤的運轉(zhuǎn)變得空前重要，并引起了各國政府和經(jīng)濟界人士的高度重視。信息系統(tǒng)的安全一旦受到破壞，不僅會導致社會的混亂，也會帶來巨大經(jīng)濟損失。世界主要發(fā)達國家每年因計算機犯罪所蒙受的經(jīng)濟損失令人吃驚，遠遠超過普通經(jīng)濟犯罪的經(jīng)濟損失。因此確保計算機系統(tǒng)的安全已成為世人關(guān)注的社會問題，信息安全自然也成為目前研究的熱點。傳統(tǒng)上，人們認為信息安全就是保障信息的機密性。隨著信息技術(shù)的發(fā)展與應用，信息安全的內(nèi)涵在不斷延伸，從最初的信息保密發(fā)展到信息的機密性、完整性、可用性、可控性和不可否認性。對信息系統(tǒng)提出了“保護、檢測、反應、恢復”的保障安全的策略，即所謂的PDRR原則。信息安全技術(shù)涉及物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)安全、信息基礎(chǔ)設(shè)施安全、管理安全等等，是保障國家信息安全的基礎(chǔ)。有關(guān)數(shù)據(jù)表明，中國目前共有50多萬家大中型企、事業(yè)單位3500萬臺計算機聯(lián)入網(wǎng)絡(luò)，按照每家單位需要12名信息安全管理人員計算，中國目前需要的信息安全專業(yè)人才至少是80萬，隨著電子政務的推行和信息化建設(shè)的不斷深入，信息安全專業(yè)人才的需求將逐年增加。但是，目前信息安全方面的人才還很稀少，并且大多分布在高校和研究院所，按照目前信息化發(fā)展的狀況，社會對信息安全專業(yè)的人才需求量還會迅速擴增。我國的信息安全教育才剛剛興起，本科專業(yè)設(shè)置始于2001年，截止2005年底教育部共批準了50余所高校開設(shè)信息安全本科專業(yè)?；谛畔踩R的綜合性、應用性和工程性，從豐富信息安全類課程的教學手段及人才培養(yǎng)的角度出發(fā)，建設(shè)信息安全綜合實驗室是非常有必要的。一方面，能為日常信息安全教學工作提供很好的實驗、演示環(huán)境，另一方面能提供師生一個安全攻防的實踐環(huán)境，還能讓學生實際了解到業(yè)內(nèi)主流安全設(shè)備的應用和了解。從而豐富并提高學校原有網(wǎng)絡(luò)工程類人才的培養(yǎng)層次，同時，擴展進行信息安全類人才的建設(shè)中，為社會提供更廣泛的職業(yè)技術(shù)人才。當前的社會需要高素質(zhì)的畢業(yè)生，尤其需要具有實際動手能力和解決問題能力的應用型人才。信息安全作為目前最為熱門的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如何將這些抽象的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采用實物化的網(wǎng)絡(luò)實驗教學，有效地加深學生對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的理解，提高動手能力和實際環(huán)境中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。在建立信息安全綜合實驗室，有助于學校在此領(lǐng)域教學和科研水平的較快提升，為學校信息安全人才培養(yǎng)體系注入新的活力。為在校的大學生搭建一個真正的實踐操作演練平臺，讓大學生們不走出校園就可以捕捉到當前最先進的信息安全技術(shù)脈動、獲取用人單位求才時要求具備的技術(shù)能力。通過建立設(shè)計精巧、設(shè)備先進、涵蓋信息安全基礎(chǔ)理論實踐與專業(yè)技能訓練的信息安全綜合實驗室，可以達到以下目的：216。 對信息安全相關(guān)課程的理論教學提供配套實驗支持；216。 讓學生了解、熟悉防火墻、IDS、VPN各種相關(guān)安全產(chǎn)品的理論和實際應用能力；216。 研究和分析主流網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、操作系統(tǒng)、應用系統(tǒng)的安全漏洞、弱點和基于主流安全設(shè)備的彌補技術(shù)；216。 對學生進行就業(yè)技能培訓和認證，提高學生的就業(yè)競爭力。具體來說，信息安全綜合實驗實驗室完成后，可以滿足以下要求：(1) 基礎(chǔ)理論實踐可以承擔認識性、驗證性和原理性信息安全實驗，如古典密碼加/解密、PGP、訪問控制、端口掃描、DDOS攻擊、病毒/蠕蟲感染、防火墻/VPN/IDS的配置等；(2) 專業(yè)技能訓練可以承擔專業(yè)性、綜合性和設(shè)計性實驗，如緩沖區(qū)溢出攻擊實施、IPS/UTM分析、防火墻設(shè)計、蠕蟲解剖、攻擊對抗、漏洞發(fā)現(xiàn)、主動信息獲取、網(wǎng)絡(luò)取證和企業(yè)安全管理等實驗；(3) 提供相關(guān)課程的實踐需要，同時達到因材施教、分類培養(yǎng)的目的。(4) 面向正規(guī)本科生的實踐需要，有一定量的實踐環(huán)節(jié)供學生實施綜合性、創(chuàng)新性的二次開發(fā)；(5) 實驗環(huán)境配置方便、易操作。圖21：實驗室總體設(shè)計信息安全綜合實驗室作為學校在信息安全領(lǐng)域方向的一個綜合實驗平臺，需要從實驗環(huán)境、支撐的教學內(nèi)容、可能的擴展服務等多方面來進行建設(shè)，以實現(xiàn)實驗室的高效運轉(zhuǎn)。實驗環(huán)境平臺作為實驗室的硬件基礎(chǔ)，構(gòu)建了實驗教學所需要的各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。在實驗平臺方面包含課程實踐平臺和設(shè)備實訓平臺，其中課程實踐平臺主要采用一套網(wǎng)絡(luò)信息安全實驗教學系統(tǒng)進行各種安全知識的原理驗證及動手實踐；設(shè)備實訓平臺則采用一套模擬仿真的安全實訓系統(tǒng)，對著名安全設(shè)備廠商的設(shè)備進行模擬操作，進行完成防火墻、IDS、VPN等各種安全設(shè)備的實訓實驗，鍛煉學生對真實設(shè)備的配置管理能力。根據(jù)實驗操作區(qū)域的不同，包含教學演示環(huán)境和學生實驗環(huán)境。其中，教學演示環(huán)境為教師進行各種實驗室的演示場所，利用投影儀等設(shè)備對各個實驗及相關(guān)知識的講解；學生實驗環(huán)境則為學生進行安全實驗的場所，進行分組實驗操作，我們建議每5個學生為一個實驗組，通過獨立與分組實驗并重的方式，培訓學生獨立及團隊協(xié)作精神。對于實驗教學而言，利用各種軟硬件設(shè)備搭建實驗環(huán)境平臺僅僅是基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上，為支持學校利用實驗平臺開設(shè)相關(guān)的實驗課程，西普科技提供相關(guān)的實驗指導書，并對實驗平臺進行操作培訓，為學校盡快利用實驗設(shè)備提供師資培訓。同時，利用本實驗室的管理平臺還可建立一個信息安全實驗教學資源中心，對學校在網(wǎng)絡(luò)信息安全學科的教學進行統(tǒng)一的管理，實現(xiàn)資源共享。實驗室作為學校一個公共實驗場所，如何最大化地利用實驗室內(nèi)的各種資源，為學生、教師甚至社會提供服務是實驗室建設(shè)中必須考慮的一個問題。在本實驗室中，針對信息安全專業(yè)人才的培養(yǎng)及科研項目開發(fā)需求，我們提供針對學生及社會人員的知名安全企業(yè)及國家權(quán)威機構(gòu)培訓認證服務，以此滿足學生在課程實踐教學后的“培訓取證就業(yè)”的需求，提高其就業(yè)競爭力。此外，利用實驗室的實驗環(huán)境，還可承接相關(guān)的科研項目或企業(yè)橫向課題，教師可帶領(lǐng)學生組建研發(fā)團隊，進一步帶動信息安全專業(yè)人才培養(yǎng)及團隊建設(shè)。圖22：實驗室平面布局實驗室網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分學生實驗區(qū)、教學演示區(qū)和實驗平臺區(qū)。 如圖23，對于實驗環(huán)境平臺環(huán)境設(shè)計如下：l 在學生實驗區(qū)部署50臺學生實驗用機，其中分為10個學生小組，每組5人。為更好的進行在不同操作系統(tǒng)下的安全實驗，每臺學生用機配置了windows、linux雙虛擬機系統(tǒng)。l 教學演示區(qū)部署一臺教師機，用來安裝所有安全設(shè)備的控制臺，實現(xiàn)對安全設(shè)備的管理。并用來給學生進行網(wǎng)絡(luò)信息安全實驗、安全攻防的集中演示。圖23：實驗環(huán)境邏輯結(jié)構(gòu) 信息安全綜合實驗室主要進行兩個實驗平臺的建設(shè)：課程實踐平臺和設(shè)備實訓平臺。一方面可以滿足信息安全專業(yè)的課程實驗需要，幫助學生深刻理解信息安全的相關(guān)原理性知識，為信息安全的相關(guān)應用打下堅實的基礎(chǔ)；另一方面，為學生提供一個實訓、實習的設(shè)備實訓環(huán)境，幫助學生將所學知識充分的應用的實踐之中，提高學生的實際應用能力。同時教師和學生還可以通過使用這兩個實驗平臺進行一些科技創(chuàng)新活動。 ：信息安全實驗教學系統(tǒng)課程實踐平臺強調(diào)的是為信息安全相關(guān)課程的課堂教學提供相應的實驗環(huán)境，根據(jù)課程教學大綱及相關(guān)知識點的要求，平臺配置對應的實驗，通過學生動手操作來進一步加深對相關(guān)知識的理解，從而提高教學質(zhì)量。針對學校的信息安全相關(guān)課程教學的特點和相關(guān)教學知識點情況，課程實踐平臺主要采用西普科技的信息安全實驗教學系統(tǒng)（SimpleISES：Simple Information Security Experiment System）作為平臺的核心設(shè)備。SimpleISES是針對高校信息安全及相關(guān)專業(yè)開發(fā)的教學實驗系統(tǒng)。系統(tǒng)參考教育部高等學校信息安全類專業(yè)教學指導委員會制定的信息安全類專業(yè)知識結(jié)構(gòu)及能力要求，提供密碼學及應用、信息系統(tǒng)安全、網(wǎng)絡(luò)安全、應用安全及自主設(shè)計實驗等多個方面的實驗輔助教學，涵蓋原理驗證、實訓應用、綜合分析及自主設(shè)計等多層次的實驗操作。同時，SimpleISES配有強大的實驗管理系統(tǒng)，能夠為信息安全教學及科研提供一個完整的、一體化的實驗教學環(huán)境，從而打造出全方位的專業(yè)信息安全實驗室。SimpleISES系統(tǒng)提供實驗工具管理、實驗內(nèi)容管理等多種擴展接口，方便學校定制添加已有實驗。同時提供開發(fā)API及部分源代碼，支持校企合作進行實驗系統(tǒng)的開發(fā)。此外，西普科技可輔助學校利用實驗室資源開展CNITSEC組織的注冊信息安全人員培訓及認證服務。圖31：系統(tǒng)層次圖作為一套完整的信息安全實驗教學系統(tǒng)，SimpleISES具有以下特點和優(yōu)勢：◆ 完備的實驗體系根據(jù)信息安全體系架構(gòu)設(shè)計實驗模塊，實驗涵蓋信息安全領(lǐng)域的各項重點專項技術(shù)，提供了一個綜合的信息安全實驗教學平臺。針對信息安全學科人才的特點，在實驗設(shè)計上以實驗手段輔助原理教學，涵蓋原理驗證、實訓應用、綜合分析及自主設(shè)計等多個層次，所有模塊均采用從原理到實訓、分析、綜合的“階梯式”實驗，更能滿足高校的實際教學需求。獨創(chuàng)性開發(fā)出集成實驗客戶端、虛擬實驗操作系統(tǒng)等多功能的實驗操作平臺，大大提高用戶的操作體驗。◆ 多樣的實驗方式采用獨立與分組相結(jié)合的實驗方式，針對不同實驗內(nèi)容設(shè)計不同實驗方式，通過實驗日志記錄，可杜絕學生的“抄襲”現(xiàn)象。支持多用戶的并發(fā)實驗，每個用戶操作互相獨立，大大提高實驗室的整體實驗能力和實驗教學質(zhì)量。適合學校實驗室的多功能需求，即可滿足學校實驗教學，又可實現(xiàn)社會信息安全培訓?！?高效的實驗管理具有一鍵式實驗準備、用戶管理、教師管理、課程管