网络空间安全综合实验教程

“网络空间安全学科系列教材”编委会网络空间安全综合实验教程出版说明随着现代网络信息技术的发展，计算机网络逐渐成为人们生活和工作中不可或缺的组成部分。人们越来越依赖网络，信息安全问题日益凸显，大量的信息存储在网络上，随时可能遭到非法入侵，存在着严重的安全隐患。因此，计算机网络的信息安全防护也变得越来越重要。没有网络安全就没有国家安全，在我国从网络大国走向网络强国的历程中，对深入掌握网络安全技术和实践能力的专业技术人才培养提出了更高要求。本书介绍了网络信息安全的基本原理和关键技术，以及设计和维护计算机网络及其应用安全的基本手段和方法。本书可作为高等学校网络空间安全实验课程的教材或者参考书，也可作为对网络空间安全技术有兴趣的读者的参考用书。
本书涉及验证性实验、设计性实验等多种性质不同的实验类型，循序渐进、系统全面地进行网络空间安全技术实践。通过本书的学习，可以使读者掌握网络空间安全的基本原理和方法，了解网络空间安全领域的研究进展和动态。通过实验培养读者的设计能力和独立工作的能力，目的是使读者可以运用所学的理论知识和实践技能。
本书的知识点主要分为8个方面，具体内容如下。
知识点一是网络安全威胁，介绍了网络安全威胁和常见的黑客技术；通过学习黑客常用攻击手段和工具并利用它们对网络进行模拟攻击，理解网络的安全漏洞，进一步掌握防御技术的思路。该部分包括Sniffer和Wireshark工具的使用、XScan漏洞扫描、Windows/Linux下的口令破解实验。
知识点二是密码学基础，介绍了密码学的基本概念和几种加密算法、数字签名和数字信封、数字水印技术等。该部分包括DES算法、RSA算法的程序实现、数字签名实验。
知识点三是防火墙与入侵检测，介绍了防火墙的设计原理、防火墙的优缺点和常见防火墙的配置方法。介绍了入侵检测技术的基本概念与原理，理解入侵检测的分类方法。该部分包括个人防火墙配置实验、虚拟蜜罐实验。
知识点四是缓冲区溢出，缓冲区溢出是一种常见的软件漏洞形式，可被用于实现远程植入、本地提权、信息泄露、拒绝服务等攻击目的，具有极大的攻击力和破坏力。该部分包括缓冲区溢出实验、缓冲区溢出的利用实验。
知识点五是网络安全协议，主要介绍了TCP/IP协议族中常用的安全协议，如IPSec协议、SSL协议、SSH协议、PGP协议等。该部分包括传输模式IPSec配置实验、SSH安全通信实验。
知识点六是假消息攻击，主要介绍了ARP欺骗、DNS欺骗、HTTP中间人攻击的原理和应用。该部分包括ARP欺骗实验、DNS欺骗实验、HTTP中间人攻击实验。
知识点七是DoS和DDoS攻击，介绍了常见的拒绝服务攻击方式，了解其实现过程和如何检测防御这种攻击。该部分包括DDoS攻击和防御实验。
知识点八是恶意代码，介绍了恶意代码的定义、原理、种类以及相关工具的使用。该部分包括木马程序的配置和使用实验。
本书所设计的所有实验都可在单机上进行，不需要复杂的硬件支持，既可在实验室集中学习，也可在个人主机自由学习。
网络技术发展突飞猛进，限于作者水平，书中疏漏和不足之处在所难免，恳请读者批评指正。

作者

本书系统、全面地介绍了网络空间安全综合实验。全书共分为14章，在每章中首先进行基本技术概述和实验原理介绍，然后设计相应的实验，并详细讲解每个实验的实验环境构建和实验步骤，在每章后还结合相应实验内容进行问题讨论，以方便读者进一步掌握网络空间安全的技术原理和实践技能。在内容上，本书主要涉及网络空间安全基础知识、网络空间安全实验环境构建、常见威胁及对策实验和网络防护技术实验。 本书结构清晰，易教易学，实例丰富，可操作性强，适合作为高等学校网络空间安全相关实验课程的教材或者参考书，也可供从事计算机安全技术研究与应用的人员和对网络空间安全技术有兴趣的读者参考阅读。

鲁蔚锋，南京邮电大学“通信与信息系统专业”博士，东南大学“信息与通信工程”博士后流动站博士后（出站）。2008年毕业于南京邮电大学，获得“通信与信息系统”专业博士学位，2013年获得江苏省高校中青年骨干教师境外研修资助赴英国伦敦大学作为访问学者进修，现任南京邮电大学计算机学院副教授，一直从事未来移动与无线网络、信息安全、云计算、嵌入式等技术领域的教学和科研工作。现为ACM会员、IEEE Computer Society会员、中国通信学会高级会员、中国计算机学会高级会员。作为项目组负责人或主要研究人员已经顺利完成了多项科研项目

第1章常见扫描工具的使用实验1
1.1实验目的1
1.2实验环境1
1.3实验工具1
1.4实验内容2
1.4.1实验原理2
1.4.2实验步骤3
1.5实验结果分析与总结11
1.6思考题12
1.7练习12

第2章Windows系统环境下的口令破解实验14
2.1实验目的14
2.2实验环境14
2.3实验工具14
2.4实验内容14
2.4.1实验原理14
2.4.2实验步骤15
2.5实验结果分析与总结20
2.6思考题20
2.7练习21

第3章DES和RSA加密算法的程序实现22
3.1实验目的22
3.2实验环境22
3.3实验工具22
3.4实验内容22
3.4.1实验原理22
3.4.2实验步骤24
3.5实验结果分析与总结33
3.6思考题33
3.7练习34

第5章个人防火墙配置实验41
5.1实验目的41
5.2实验环境41
5.3实验工具 41
5.4实验内容41
5.4.1实验原理41
5.4.2实验步骤44
5.5实验结果分析与总结50
5.6思考题50
5.7练习51

第6章虚拟蜜罐实验52
6.1实验目的52
6.2实验环境52
6.3实验工具52
6.4实验内容52
6.4.1实验原理52
6.4.2实验步骤54
6.5实验结果分析与总结57
6.6思考题57
6.7练习57第7章缓冲区溢出实验59
7.1实验目的59
7.2实验环境59
7.3实验工具59
7.4实验内容59
7.4.1实验原理59
7.4.2实验步骤61
7.5实验结果分析与总结64
7.6思考题64
7.7练习65

第8章缓冲区溢出的利用实验66
8.1实验目的66
8.2实验环境66
8.3实验工具66
8.4实验内容66
8.4.1实验原理66
8.4.2实验步骤67
8.5实验结果分析与总结69
8.6思考题70
8.7练习70

第9章传输模式IPSec配置实验72
9.1实验目的72
9.2实验环境72
9.3实验工具72
9.4实验内容72
9.4.1实验原理72
9.4.2实验步骤73
9.5实验结果分析与总结81
9.6思考题81
9.7练习82

第10章SSH安全通信实验83
10.1实验目的83
10.2实验环境83
10.3实验工具83
10.4实验内容83
10.4.1实验原理83
10.4.2实验步骤84
10.5实验结果分析与总结87
10.6思考题87
10.7练习87

第11章ARP欺骗、DNS欺骗实验89
11.1实验目的89
11.2实验环境89
11.3实验工具89
11.4实验内容89
11.4.1实验原理89
11.4.2实验步骤92
11.5实验结果分析与总结98
11.6思考题98
11.7练习99

第12章HTTP中间人攻击实验100
12.1实验目的100
12.2实验环境100
12.3实验工具100
12.4实验内容100
12.4.1实验原理100
12.4.2实验步骤102
12.5实验结果分析与总结106
12.6思考题106
12.7练习106

第13章DDoS攻击和防御实验107
13.1实验目的107
13.2实验环境107
13.3实验工具107
13.4实验内容108
13.4.1实验原理108
13.4.2实验步骤109
13.5实验结果分析与总结113
13.6思考题114
13.7练习114

第14章木马程序的配置和使用实验115
14.1实验目的115
14.2实验环境115
14.3实验工具115
14.4实验内容116
14.4.1实验原理116
14.4.2实验步骤117
14.5实验结果分析与总结122
14.6思考题122
14.7练习122

本书介绍了网络信息安全的基本原理和关键技术，以及设计和维护网络及其应用安全的基本手段和实验方法。通过本课程的教学，可以使学生掌握网络空间安全的基本原理和方法，了解网络安全领域的研究进展和动态。