操作系统之安全算法：Access Control：网络通信安全与访问策略.docx

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操作系统之安全算法：Access Control：网络通信安全与访问策略.docx
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操作系统之安全算法：Access Control：网络通信安全与访
问策略
1 操作系统安全基础
1.1 安全模型概述
在探讨操作系统安全时，安全模型是理解安全策略和机制的基础。安全模
型提供了对安全策略的抽象描述，帮助我们设计和实现安全系统。这些模型通
常包括以下几种：
� 自主访问控制（DAC）模型：用户对资源有完全的控制权，可以
决定谁可以访问他们的资源。
� 强制访问控制（MAC）模型：系统根据预定义的安全策略控制资
源的访问，通常涉及安全级别和分类。
� 基于角色的访问控制（RBAC）模型：访问权限基于用户的角色，
而不是个人身份，简化了权限管理。
� 信息流模型：如 Biba 模型和 Bell-LaPadula 模型，用于控制信息的
流向，防止信息从高安全级别流向低安全级别。
1.2 访问控制列表（ACL）详解
1.2.1 ACL 的基本概念
访问控制列表（Access Control List，ACL）是一种用于管理文件和目录访问
权限的机制，它允许系统管理员或文件所有者指定哪些用户或用户组可以访问
特定的文件或目录，以及他们可以执行的操作（如读取、写入、执行）。
1.2.2 ACL 的结构
ACL 通常由一系列的访问控制条目（ACE）组成，每个 ACE 定义了特定用户
或用户组的权限。在 Linux 系统中，ACL 可以通过 setfacl 和 getfacl 命令进行设
置和查看。
1.2.3 ACL 的设置与查看
1.2.3.1 设置 ACL
#
设置用户
alice
对文件
testfile
具有读写权限
setfacl -m u:alice:rw testfile
2
#
设置用户组
staff
对目录
testdir
具有读和执行权限
setfacl -m g:staff:r-x testdir
1.2.3.2 查看 ACL
#
查看文件
testfile
的
ACL
getfacl testfile
1.2.4 ACL 的权限
ACL 中的权限与传统的 UNIX 文件权限类似，但更灵活。权限包括：
� 读取（r）：允许读取文件内容或列出目录内容。
� 写入（w）：允许修改文件内容或在目录中添加/删除文件。
� 执行（x）：允许执行文件或访问目录。
1.2.5 ACL 与传统 UNIX 权限的区别
� 更细粒度的控制：ACL 允许为每个用户或用户组单独设置权限，
而传统 UNIX 权限只能设置所有者、用户组和其它用户的权限。
� 默认权限的覆盖：ACL 可以覆盖文件或目录的默认权限，提供更
灵活的访问控制。
1.2.6 示例：使用 ACL 管理文件访问
假设我们有一个文件 confidential.txt，需要确保只有特定的用户可以读取，
而其他用户只能执行特定的操作。我们可以使用 ACL 来实现这一目标。
#
创建文件
touch confidential.txt
#
设置文件权限为所有者读写，用户组和其它用户无权限
chmod 600 confidential.txt
#
为用户
bob
设置读权限
setfacl -m u:bob:r confidential.txt
#
为用户组
staff
设置执行权限
setfacl -m g:staff:x confidential.txt
在这个例子中，我们首先创建了一个文件 confidential.txt，并设置了基础权
限，只允许文件所有者读写。然后，我们使用 setfacl 命令为用户 bob 添加了读
权限，这意味着 bob 可以读取文件内容，但不能修改或删除文件。接着，我们
为用户组 staff 添加了执行权限，这通常意味着 staff 组的成员可以执行与文件
相关的程序，但不能读取或写入文件内容。
通过这种方式，ACL 提供了一种更精细的访问控制机制，可以满足复杂的
安全需求，同时保持系统的灵活性和可管理性。
3
2 网络通信安全
2.1 加密技术基础
2.1.1 原理与内容
加密技术是网络通信安全的核心，它通过算法将原始信息（明文）转换为
不可读的格式（密文），以防止未经授权的访问。加密技术分为对称加密和非对
称加密两大类。
2.1.1.1 对称加密
对称加密使用同一密钥进行加密和解密。其特点是速度快，但密钥管理成
为关键。常见的对称加密算法有 AES、DES 和 3DES。
示例：AES 加密
from Crypto.Cipher import AES
from Crypto.Random import get_random_bytes
#
生成
16
字节的随机密钥
key = get_random_bytes(16)
#
创建
AES
对象
cipher = AES.new(key, AES.MODE_EAX)
#
待加密数据
data = "Hello, world!"
#
加密数据
ciphertext, tag = cipher.encrypt_and_digest(data.encode('utf-8'))
#
打印密文
print(ciphertext)
#
解密数据
cipher = AES.new(key, AES.MODE_EAX, cipher.nonce)
plaintext = cipher.decrypt(ciphertext).decode('utf-8')
#
打印明文
print(plaintext)

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