【正文】 XXXXXXX學(xué)院信息安全實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng) 6 9 9 15 15 16：信息安全實(shí)訓(xùn)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(fèi)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(jì)算機(jī)和信息處理于一體的龐大巨系統(tǒng)，成為現(xiàn)代社會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)不可缺少的基礎(chǔ)。這是信息時(shí)代的主要標(biāo)志，同時(shí)也深刻反映了當(dāng)今社會(huì)對(duì)信息系統(tǒng)的巨大依賴性。信息系統(tǒng)安全無誤的運(yùn)轉(zhuǎn)變得空前重要，并引起了各國(guó)政府和經(jīng)濟(jì)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(huì)導(dǎo)致社會(huì)的混亂，也會(huì)帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失。世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家每年因計(jì)算機(jī)犯罪所蒙受的經(jīng)濟(jì)損失令人吃驚，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通經(jīng)濟(jì)犯罪的經(jīng)濟(jì)損失。因此確保計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全已成為世人關(guān)注的社會(huì)問題，信息安全自然也成為目前研究的熱點(diǎn)。傳統(tǒng)上，人們認(rèn)為信息安全就是保障信息的機(jī)密性。隨著信息技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)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(jī)密性、完整性、可用性、可控性和不可否認(rèn)性。對(duì)信息系統(tǒng)提出了“保護(hù)、檢測(cè)、反應(yīng)、恢復(fù)”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(guó)家信息安全的基礎(chǔ)。有關(guān)數(shù)據(jù)表明，中國(guó)目前共有50多萬家大中型企、事業(yè)單位3500萬臺(tái)計(jì)算機(jī)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(jì)算，中國(guó)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(wù)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(huì)對(duì)信息安全專業(yè)的人才需求量還會(huì)迅速擴(kuò)增。我國(guó)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(zhǔn)了50余所高校開設(shè)信息安全本科專業(yè)。基于信息安全知識(shí)的綜合性、應(yīng)用性和工程性，從豐富信息安全類課程的教學(xué)手段及人才培養(yǎng)的角度出發(fā)，建設(shè)信息安全綜合實(shí)驗(yàn)室是非常有必要的。一方面，能為日常信息安全教學(xué)工作提供很好的實(shí)驗(yàn)、演示環(huán)境，另一方面能提供師生一個(gè)安全攻防的實(shí)踐環(huán)境，還能讓學(xué)生實(shí)際了解到業(yè)內(nèi)主流安全設(shè)備的應(yīng)用和了解。從而豐富并提高學(xué)校原有網(wǎng)絡(luò)工程類人才的培養(yǎng)層次，同時(shí)，擴(kuò)展進(jìn)行信息安全類人才的建設(shè)中，為社會(huì)提供更廣泛的職業(yè)技術(shù)人才。當(dāng)前的社會(huì)需要高素質(zhì)的畢業(yè)生，尤其需要具有實(shí)際動(dòng)手能力和解決問題能力的應(yīng)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(shí)物化的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有效地加深學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的理解，提高動(dòng)手能力和實(shí)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(shí)驗(yàn)室，有助于學(xué)校在此領(lǐng)域教學(xué)和科研水平的較快提升，為學(xué)校信息安全人才培養(yǎng)體系注入新的活力。為在校的大學(xué)生搭建一個(gè)真正的實(shí)踐操作演練平臺(tái)，讓大學(xué)生們不走出校園就可以捕捉到當(dāng)前最先進(jìn)的信息安全技術(shù)脈動(dòng)、獲取用人單位求才時(shí)要求具備的技術(shù)能力。通過建立設(shè)計(jì)精巧、設(shè)備先進(jìn)、涵蓋信息安全基礎(chǔ)理論實(shí)踐與專業(yè)技能訓(xùn)練的信息安全綜合實(shí)驗(yàn)室，可以達(dá)到以下目的：216。 對(duì)信息安全相關(guān)課程的理論教學(xué)提供配套實(shí)驗(yàn)支持；216。 讓學(xué)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(shí)際應(yīng)用能力；216。 研究和分析主流網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、操作系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)的安全漏洞、弱點(diǎn)和基于主流安全設(shè)備的彌補(bǔ)技術(shù)；216。 對(duì)學(xué)生進(jìn)行就業(yè)技能培訓(xùn)和認(rèn)證，提高學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。具體來說，信息安全綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室完成后，可以滿足以下要求：(1) 基礎(chǔ)理論實(shí)踐可以承擔(dān)認(rèn)識(shí)性、驗(yàn)證性和原理性信息安全實(shí)驗(yàn)，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(xùn)練可以承擔(dān)專業(yè)性、綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，如緩沖區(qū)溢出攻擊實(shí)施、IPS/UTM分析、防火墻設(shè)計(jì)、蠕蟲解剖、攻擊對(duì)抗、漏洞發(fā)現(xiàn)、主動(dòng)信息獲取、網(wǎng)絡(luò)取證和企業(yè)安全管理等實(shí)驗(yàn)；(3) 提供相關(guān)課程的實(shí)踐需要，同時(shí)達(dá)到因材施教、分類培養(yǎng)的目的。(4) 面向正規(guī)本科生的實(shí)踐需要，有一定量的實(shí)踐環(huán)節(jié)供學(xué)生實(shí)施綜合性、創(chuàng)新性的二次開發(fā)；(5) 實(shí)驗(yàn)環(huán)境配置方便、易操作。圖21：實(shí)驗(yàn)室總體設(shè)計(jì)信息安全綜合實(shí)驗(yàn)室作為學(xué)校在信息安全領(lǐng)域方向的一個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，需要從實(shí)驗(yàn)環(huán)境、支撐的教學(xué)內(nèi)容、可能的擴(kuò)展服務(wù)等多方面來進(jìn)行建設(shè)，以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn)環(huán)境平臺(tái)作為實(shí)驗(yàn)室的硬件基礎(chǔ)，構(gòu)建了實(shí)驗(yàn)教學(xué)所需要的各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)方面包含課程實(shí)踐平臺(tái)和設(shè)備實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，其中課程實(shí)踐平臺(tái)主要采用一套網(wǎng)絡(luò)信息安全實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行各種安全知識(shí)的原理驗(yàn)證及動(dòng)手實(shí)踐；設(shè)備實(shí)訓(xùn)平臺(tái)則采用一套模擬仿真的安全實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，對(duì)著名安全設(shè)備廠商的設(shè)備進(jìn)行模擬操作，進(jìn)行完成防火墻、IDS、VPN等各種安全設(shè)備的實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生對(duì)真實(shí)設(shè)備的配置管理能力。根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作區(qū)域的不同，包含教學(xué)演示環(huán)境和學(xué)生實(shí)驗(yàn)環(huán)境。其中，教學(xué)演示環(huán)境為教師進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)室的演示場(chǎng)所，利用投影儀等設(shè)備對(duì)各個(gè)實(shí)驗(yàn)及相關(guān)知識(shí)的講解；學(xué)生實(shí)驗(yàn)環(huán)境則為學(xué)生進(jìn)行安全實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)所，進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)操作，我們建議每5個(gè)學(xué)生為一個(gè)實(shí)驗(yàn)組，通過獨(dú)立與分組實(shí)驗(yàn)并重的方式，培訓(xùn)學(xué)生獨(dú)立及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言，利用各種軟硬件設(shè)備搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境平臺(tái)僅僅是基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上，為支持學(xué)校利用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開設(shè)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程，西普科技提供相關(guān)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，并對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行操作培訓(xùn)，為學(xué)校盡快利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備提供師資培訓(xùn)。同時(shí)，利用本實(shí)驗(yàn)室的管理平臺(tái)還可建立一個(gè)信息安全實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源中心，對(duì)學(xué)校在網(wǎng)絡(luò)信息安全學(xué)科的教學(xué)進(jìn)行統(tǒng)一的管理，實(shí)現(xiàn)資源共享。實(shí)驗(yàn)室作為學(xué)校一個(gè)公共實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所，如何最大化地利用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的各種資源，為學(xué)生、教師甚至社會(huì)提供服務(wù)是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中必須考慮的一個(gè)問題。在本實(shí)驗(yàn)室中，針對(duì)信息安全專業(yè)人才的培養(yǎng)及科研項(xiàng)目開發(fā)需求，我們提供針對(duì)學(xué)生及社會(huì)人員的知名安全企業(yè)及國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)培訓(xùn)認(rèn)證服務(wù)，以此滿足學(xué)生在課程實(shí)踐教學(xué)后的“培訓(xùn)取證就業(yè)”的需求，提高其就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。此外，利用實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，還可承接相關(guān)的科研項(xiàng)目或企業(yè)橫向課題，教師可帶領(lǐng)學(xué)生組建研發(fā)團(tuán)隊(duì)，進(jìn)一步帶動(dòng)信息安全專業(yè)人才培養(yǎng)及團(tuán)隊(duì)建設(shè)。圖22：實(shí)驗(yàn)室平面布局實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分學(xué)生實(shí)驗(yàn)區(qū)、教學(xué)演示區(qū)和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)區(qū)。 如圖23，對(duì)于實(shí)驗(yàn)環(huán)境平臺(tái)環(huán)境設(shè)計(jì)如下：l 在學(xué)生實(shí)驗(yàn)區(qū)部署50臺(tái)學(xué)生實(shí)驗(yàn)用機(jī)，其中分為10個(gè)學(xué)生小組，每組5人。為更好的進(jìn)行在不同操作系統(tǒng)下的安全實(shí)驗(yàn)，每臺(tái)學(xué)生用機(jī)配置了windows、linux雙虛擬機(jī)系統(tǒng)。l 教學(xué)演示區(qū)部署一臺(tái)教師機(jī)，用來安裝所有安全設(shè)備的控制臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)安全設(shè)備的管理。并用來給學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息安全實(shí)驗(yàn)、安全攻防的集中演示。圖23：實(shí)驗(yàn)環(huán)境邏輯結(jié)構(gòu) 信息安全綜合實(shí)驗(yàn)室主要進(jìn)行兩個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)：課程實(shí)踐平臺(tái)和設(shè)備實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。一方面可以滿足信息安全專業(yè)的課程實(shí)驗(yàn)需要，幫助學(xué)生深刻理解信息安全的相關(guān)原理性知識(shí)，為信息安全的相關(guān)應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；另一方面，為學(xué)生提供一個(gè)實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)的設(shè)備實(shí)訓(xùn)環(huán)境，幫助學(xué)生將所學(xué)知識(shí)充分的應(yīng)用的實(shí)踐之中，提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。同時(shí)教師和學(xué)生還可以通過使用這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行一些科技創(chuàng)新活動(dòng)。 ：信息安全實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)課程實(shí)踐平臺(tái)強(qiáng)調(diào)的是為信息安全相關(guān)課程的課堂教學(xué)提供相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，根據(jù)課程教學(xué)大綱及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的要求，平臺(tái)配置對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，通過學(xué)生動(dòng)手操作來進(jìn)一步加深對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解，從而提高教學(xué)質(zhì)量。針對(duì)學(xué)校的信息安全相關(guān)課程教學(xué)的特點(diǎn)和相關(guān)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)情況，課程實(shí)踐平臺(tái)主要采用西普科技的信息安全實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)（SimpleISES：Simple Information Security Experiment System）作為平臺(tái)的核心設(shè)備。SimpleISES是針對(duì)高校信息安全及相關(guān)專業(yè)開發(fā)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。系統(tǒng)參考教育部高等學(xué)校信息安全類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制定的信息安全類專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)及能力要求，提供密碼學(xué)及應(yīng)用、信息系統(tǒng)安全、網(wǎng)絡(luò)安全、應(yīng)用安全及自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等多個(gè)方面的實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)，涵蓋原理驗(yàn)證、實(shí)訓(xùn)應(yīng)用、綜合分析及自主設(shè)計(jì)等多層次的實(shí)驗(yàn)操作。同時(shí)，SimpleISES配有強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)，能夠?yàn)樾畔踩虒W(xué)及科研提供一個(gè)完整的、一體化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，從而打造出全方位的專業(yè)信息安全實(shí)驗(yàn)室。SimpleISES系統(tǒng)提供實(shí)驗(yàn)工具管理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容管理等多種擴(kuò)展接口，方便學(xué)校定制添加已有實(shí)驗(yàn)。同時(shí)提供開發(fā)API及部分源代碼，支持校企合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)。此外，西普科技可輔助學(xué)校利用實(shí)驗(yàn)室資源開展CNITSEC組織的注冊(cè)信息安全人員培訓(xùn)及認(rèn)證服務(wù)。圖31：系統(tǒng)層次圖作為一套完整的信息安全實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，SimpleISES具有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：◆ 完備的實(shí)驗(yàn)體系根據(jù)信息安全體系架構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，實(shí)驗(yàn)涵蓋信息安全領(lǐng)域的各項(xiàng)重點(diǎn)專項(xiàng)技術(shù)，提供了一個(gè)綜合的信息安全實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。針對(duì)信息安全學(xué)科人才的特點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上以實(shí)驗(yàn)手段輔助原理教學(xué)，涵蓋原理驗(yàn)證、實(shí)訓(xùn)應(yīng)用、綜合分析及自主設(shè)計(jì)等多個(gè)層次，所有模塊均采用從原理到實(shí)訓(xùn)、分析、綜合的“階梯式”實(shí)驗(yàn)，更能滿足高校的實(shí)際教學(xué)需求。獨(dú)創(chuàng)性開發(fā)出集成實(shí)驗(yàn)客戶端、虛擬實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)等多功能的實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)，大大提高用戶的操作體驗(yàn)。◆ 多樣的實(shí)驗(yàn)方式采用獨(dú)立與分組相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)方式，針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)不同實(shí)驗(yàn)方式，通過實(shí)驗(yàn)日志記錄，可杜絕學(xué)生的“抄襲”現(xiàn)象。支持多用戶的并發(fā)實(shí)驗(yàn)，每個(gè)用戶操作互相獨(dú)立，大大提高實(shí)驗(yàn)室的整體實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛯?shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。適合學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的多功能需求，即可滿足學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)，又可實(shí)現(xiàn)社會(huì)信息安全培訓(xùn)?！?高效的實(shí)驗(yàn)管理具有一鍵式實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、用戶管理、教師管理、課程管