Cybersecurity

核心定义
- Cybersecurity

一个综合性的概念，定义为“保护存储、传输和处理在由计算机、其他数字设备、网络设备和传输线路（包括互联网）组成的网络系统中的信息”。其保护范围包括Confidentiality, Integrity, Authenicity, Availability和Accountability。保护方法包括组织政策、程序以及加密和安全通信协议等技术手段。

Information secutity

作为网络安全的子集，主要指对信息（包括电子和物理形式，如纸质文件）的Confidentiality, Integrity和可用性的维护。也可能涉及真实性、可追溯性、不可否认性和可靠性等属性。

Network security：

作为*Cybersecurity 另一个子集，指保护网络及其服务免受未授权的修改、破坏或泄露，并确保网络能正确执行其关键功能且不产生有害副作用。

安全目标（CIA三元组） 这是信息与网络安全的三个核心目标，在NIST FIPS 199标准中被明确界定：
- Confidentiality：
  - 定义：保护信息访问和披露的授权限制，包括保护个人隐私和专有信息。
  - 细分概念：
    - 数据机密性：确保私有或保密信息不向未授权个体提供或泄露。
    - 隐私：确保个人能够控制或影响哪些与他们相关的信息被谁收集、存储以及向谁披露。
  - 安全缺失的后果：信息的未授权泄露。
- Integrity：
  - 定义：防止信息被不当修改或破坏，包括确保信息的不可否认性和真实性。
  - 细分概念：
    - 数据完整性：确保数据和程序仅能以指定和授权的方式被更改。包含真实性（数字对象确为其所声称之物）和不可否认性（为发送方提供交付证明，为接收方提供发送方身份证明，防止事后否认）。
    - 系统完整性：确保系统能不受损害地执行其预定功能，免遭故意或意外的未授权操纵。
  - 安全缺失的后果：信息的未授权修改或破坏。
- Availability：
  - 定义：确保及时可靠地访问和使用信息。
  - 安全缺失的后果：对信息或信息系统的访问或使用被中断。
扩展的安全目标 除了CIA三元组，还有两个常被提及的重要目标：
- Authenicity：确保传输、消息或消息发起者是真实的、可验证和可信的。即验证用户身份和输入来源的可信度。
- Accountability：要求实体的行为能够被唯一地追踪到该实体。这支持不可否认性、威慑、故障隔离、入侵检测与预防、事后恢复和法律行动。由于绝对安全难以实现，必须能够追踪安全漏洞的责任方。

信息安全的挑战

文档详细列举了信息安全领域复杂且困难的十大原因：

机制复杂：安全需求看似简单，但实现机制非常复杂。
需考虑攻击：设计安全机制时必须预想各种潜在的攻击方式。
反直觉：安全程序常常是反直觉的，只有全面考虑威胁后，复杂机制的必要性才显得合理。
部署难题：需要确定安全机制在物理和逻辑（如TCP/IP模型层）上的最佳部署位置。
依赖性与管理：安全机制常依赖秘密信息（如密钥）和通信协议，其创建、分发和保护以及网络延迟等问题增加了复杂性。
攻防不对称：攻击者只需找到一个弱点，而防御者必须消除所有弱点。
意识滞后：用户和管理员往往在安全事件发生后才能看到安全投资的价值。
需持续监控：安全需要定期甚至持续的监控，这在当今快节奏的环境中难以实现。
安全后置：安全常在设计完成后才被考虑，而非融入设计初期。
安全与便利性的冲突：强安全措施常被视为对效率和用户体验的阻碍。

OSI安全架构

ITU-T X.800建议（OSI安全架构）为系统化定义安全需求和方法提供了框架。它基于三个核心概念：

安全攻击：任何危害组织信息安全的行动。在文献中，威胁指可能造成不利影响的 circumstance 或事件，而攻击是试图实现威胁的恶意活动。
安全机制：设计用于检测、防止或从安全攻击中恢复的过程（或设备）。例如加密、数字签名等。
安全服务：增强数据处理系统和信息传输安全的服务。这些服务利用安全机制来对抗安全攻击。

具体分类（对应图表）

攻击：
- 被动攻击：包括消息内容泄露、流量分析。
- 主动攻击：包括重放、数据修改、伪装、拒绝服务。
服务：包括认证、数据完整性、访问控制、不可否认性、数据机密性、可用性服务。
机制：包括加密算法、流量填充、数据完整性、路由控制、数字签名、认证交换、公证、访问控制。

密码学算法分类

密码算法是许多安全机制的基础，可分为三类：

无密钥算法：算法的变换结果不依赖于密钥。
- 示例：密码哈希函数、伪随机数生成器。
单密钥算法：变换结果是输入数据和单个密钥（秘密钥）的函数。
- 示例：分组密码（对称加密）、流密码（对称加密）、消息认证码。
双密钥算法：在计算的不同阶段使用两个不同但相关的密钥（私钥和公钥）。
- 示例：非对称加密、数字签名、密钥交换、用户认证。

无条件安全和计算上安全

无条件安全

定义：即使攻击者有无限的计算能力和资源（无穷快的计算机、无穷多的时间），也无法从密文中获取有用的信息。
代表例子：一次一密（One-Time Pad, OTP）。
- 原理：密钥长度与消息等长，完全随机且只使用一次。
- 即便攻击者拿到密文，由于所有明文的可能性概率完全相同，密文不包含任何关于明文的统计信息。
特点：安全性依赖于信息论性质，而不是计算复杂度。

计算上安全

定义：在现有的计算能力和时间限制下，破解是不可行的（计算开销太大，成本太高，超过实际能承受的范围）。
代表例子：RSA、AES。
- 原理：基于数学难题（如大整数分解、离散对数、对称密钥穷举复杂度）。
- 如果给攻击者无限算力，理论上还是能破解的。
特点：安全性建立在“计算难解性假设”上。

3. 区别总结

特性	无条件安全	计算上安全
安全依据	信息论（概率论性质）	数学难题的计算复杂度
攻击者能力	即使无限算力也破不了	假设攻击者算力有限
典型实例	一次一密 (OTP)	RSA, AES, ECC
实用性	不实用（密钥管理困难）	实际可用，广泛应用
安全性	绝对安全	相对安全（随着算力发展可能失效）