基于网络信息安全技术管理的计算机应用

李红艳

（达州市委党校 四川 达州 635000）

0 引言

在数字化时代，计算机应用已经深入到各个领域，为人们的工作和生活带来了巨大的便利。 然而，随着计算机网络的不断发展，网络信息安全问题也日益突显。 恶意攻击、数据泄露、隐私侵犯等正不断威胁着计算机应用的稳定和安全。 因此，采取科学有效的网络信息安全技术管理措施显得尤为重要［1］。

1 网络信息安全技术管理的基本原则与框架

1.1 完整性原则

数据和系统的完整性在网络信息安全中扮演着至关重要的角色。 确保数据在存储、传输和处理过程中不受非法篡改是维护信息的可信性和一致性的基本要求。 数据完整性可以通过多种技术手段来实现，其中最重要的是数据加密和数字签名。 数据加密是一种基础方法，通过使用加密算法将数据转换为一串看似随机的字符，只有拥有解密密钥的人才能还原数据。 这种方式可以在数据传输和存储过程中保护数据的机密性和完整性，防止中间人攻击和数据篡改。 数字签名是保证数据完整性的有效方法。它结合了加密和哈希算法，通过对数据进行哈希运算并使用私钥进行加密，生成唯一的数字签名。 接收者可以使用对应的公钥验证签名的有效性，确保数据在传输过程中未被篡改。 此外，系统完整性也是重要的方面。 系统完整性指的是防止未经授权的系统修改和配置更改。 实现系统完整性需要使用严格的访问控制和审计机制。 通过限制对系统配置的访问权限，可以防止恶意用户对系统进行未经授权的更改。 审计记录可以追踪系统配置的变化，帮助识别和还原未经授权的更改。

1.2 保密性原则

保密性是确保只有授权人员可以访问敏感信息的原则。 在计算机应用中，数据的保密性是保护隐私和敏感信息的关键。 为了实现保密性，一些关键措施可以被采用。访问控制是实现保密性的基础。 通过访问控制机制，系统可以限制谁可以访问哪些数据。 不同的用户或角色可以被分配不同的访问权限，确保只有授权用户能够访问敏感数据。 通过对敏感数据进行加密，即使数据泄露，攻击者也无法直接获取其中的信息。 这为敏感信息的传输和存储提供了额外的安全层。

2 计算机应用中的网络信息安全挑战

2.1 互联网应用安全问题分析

在互联网应用中，安全问题日益显著。 其中，跨站脚本攻击是一种常见威胁。 攻击者通过在网页中嵌入恶意脚本，能够在用户浏览网页时执行恶意代码，导致敏感信息泄露或篡改页面内容的风险。 跨站请求伪造攻击利用用户在其他网站上的登录状态，伪造请求并以用户身份执行操作，给用户带来财产损失或账户被滥用的危险。 此外，注入攻击以及点击劫持等问题也需引起关注。 针对这些问题，互联网应用需要加强输入验证、输出编码和权限控制等安全措施，以确保用户信息和数据的安全。

2.2 信息系统漏洞与攻击表现

信息系统的漏洞和攻击可能导致严重后果。 零日漏洞指未被厂商修复的漏洞，攻击者利用这些漏洞可能导致系统被入侵。 拒绝服务攻击通过大量请求超过系统处理能力，造成系统服务中断。 木马和后门可以植入系统，使攻击者获取远程控制权。 这些漏洞和攻击对数据完整性和可用性构成威胁。 信息系统需要定期更新和修复漏洞，实施入侵检测和防御机制，以减少攻击风险。

2.3 社交媒体与隐私泄露风险

随着社交媒体的兴起，隐私泄露风险也日益凸显。 信息泄露问题涉及个人信息、位置等，可能被攻击者利用。社交工程学攻击则利用从社交媒体获取的信息，针对特定用户实施欺骗。 隐私设置不当使得用户个人信息公开可见，增加了被攻击的风险。 因此，用户需审慎管理隐私设置，避免敏感信息泄露［2］。 同时，社交媒体平台也应加强数据保护措施，确保用户隐私得到充分尊重。

3 网络信息安全技术在计算机中的应用

在计算机应用中，网络信息安全技术的应用至关重要，能够有效地降低风险并保护系统和数据的安全。 以下将详细阐述6 个关键领域的应用，分别是强化身份认证与访问控制、数据加密与传输保护、漏洞管理与补丁更新、入侵检测与防御、网络流量监测与分析，以及网络隔离与容器化。

3.1 强化身份认证与访问控制

在计算机应用中，强化身份认证与访问控制是确保系统安全性的关键措施。 多因素身份认证采用多种信息要素结合，数学表述为：

该认证方式加大了攻击者破解的难度，因为攻击者需要获取多种不同类型的信息才能进入系统。 此外，基于角色的访问控制模型将用户分配到不同的角色，并赋予各角色特定的权限。 数学上，角色的访问控制可以表示为式（2）：

式（2）中，U 表示用户，R 表示角色，P 表示权限。 这种层次结构确保用户只能访问其职责所需的权限，从而降低了内部威胁的风险。 实时监测用户活动和行为模式则需要依赖统计和机器学习方法。 系统建立了基准模型来描述用户的正常行为，然后使用异常检测算法来检测与基准模型不一致的行为。 数学上，可以表示为式（3）：

该方法使系统能够在发现异常行为时立即采取措施，从而防止恶意活动的发生。

3.2 数据加密与传输保护

在当今计算机应用领域，数据加密技术在确保信息保密性和完整性方面具有重要作用。 数据在传输和存储过程中面临着潜在的风险，可能被不法分子窃取、篡改或恶意访问。 数据加密通过将数据转化为密文，使得仅授权人员能够在合法条件下解密并获得原始数据，从而保护数据不被未经授权的个体获取。 这种保护机制能够抵御各种攻击手段，如中间人攻击、窃听和数据篡改等。 数据加密技术涵盖了多种方法，其中对称加密和非对称加密是最为常见的两类。 对称加密通过使用相同密钥对数据进行加密和解密，其关键在于密钥的保密性。 而非对称加密则采用了一对密钥，即公钥和私钥，其中公钥用于加密数据，私钥用于解密数据。 这种方式不仅保障了数据的机密性，还具有数字签名的能力，用于验证数据的真实性和完整性［3］。 此外，在数据传输过程中，传输层安全协议发挥着关键作用。 该协议利用加密技术对数据进行加密，以防止中间人攻击和窃听。 它在应用层和传输层之间提供了一个安全的通信通道，确保数据在传输过程中不被篡改和泄露。 传输层安全协议的使用已经成为保障网站和应用程序数据安全的标准做法。

3.3 漏洞管理与补丁更新

在当前计算机应用领域，漏洞管理与补丁更新是确保系统抵御潜在安全风险的不可或缺的措施。 漏洞密度，即在特定代码或系统范围内发现的漏洞数量，通过式（4）予以量化：

此指标具有指引性，高漏洞密度常预示着系统更容易受到攻击，因此漏洞管理和补丁更新的紧迫性愈加凸显。漏洞评级在这一上下文中发挥关键作用，典型评级体系如通用漏洞评分系统，基础评分的计算表达方式为式（5）：

通过式（5）定量评级，系统能够优先处理具有高危害性的漏洞，实现安全资源的最优配置。 与此同时，漏洞修复时间的缩短也成为一项紧迫任务。 漏洞修复时间由漏洞被发现至补丁应用完成的时间间隔所衡量，如式（6）所示：

缩短这一时间间隔有助于减少恶意攻击者利用漏洞的时间窗口，有效提升系统的整体安全性。 此外，自动化漏洞扫描率的提升也具有重要意义。 自动化扫描工具能以更高的频率进行漏洞检测，扫描率的表达式如式（7）所示：

通过提高扫描率，系统可以更早地发现潜在的漏洞，从而赢得更充足的时间来修复。

总而言之，通过对漏洞密度、漏洞评级、漏洞修复时间以及自动化漏洞扫描率等关键指标的定量分析，研究人员能够客观评估漏洞管理与补丁更新的效果。 这些量化数据与指标的准确应用将有助于突显漏洞管理与补丁更新在计算机应用中的重要性，同时确保文章的严谨性、内容的正确性和逻辑性，以支撑整篇论文的论证与陈述。

3.4 入侵检测与防御

在计算机应用领域，入侵防御与检测（intrusion prevention system／intrusion detection system， IPS／IDS）系统充当了保护系统安全性免受恶意活动侵害的关键角色。IPS／IDS 系统结合了实时监测和主动响应机制，旨在捕获并阻止潜在的威胁。

入侵检测系统通过监测网络和系统的活动，识别出不正常的行为或模式，从而发现潜在的入侵尝试。 IDS 分为两种主要类型：基于网络的入侵检测系统和基于主机的入侵检测系统。 入侵检测系统监测网络流量，分析数据包内容，检测异常流量和攻击特征，以便及时采取措施。 主机型入侵检测系统则监控单个主机的活动，包括文件和进程的变化，以及登录和访问模式的异常。 IDS 的主要功能在于提供实时警报和日志记录，帮助安全团队迅速识别威胁。 在现代计算机应用领域，入侵防御系统作为入侵检测系统的进一步延伸，扮演了重要的安全性角色。 其核心优势在于不仅能够监测异常行为，还具备主动防御能力，以应对来自内外部的威胁和攻击。 当IPS 系统感知到网络流量或系统活动中存在不寻常模式或威胁迹象时，它迅速采取行动，以最大限度地减少潜在风险。 这种主动性防御机制对于保护系统的完整性、机密性和可用性具有重要意义。

主动防御能力使得IPS 能够立即对威胁做出反应。通过实时流量阻断，IPS 系统能够在发现可疑网络流量时立即中断其传输，从而遏制攻击者的恶意活动。 此外，IPS可以终止与攻击相关的连接，有效地限制攻击者进一步渗透的可能性。 通过这种迅速断开连接的方式，IPS 在攻击初期便能够阻止其扩散，减少潜在影响。 不仅如此，IPS还能对各类攻击行为如分布式拒绝服务攻击、恶意软件传播等采取特定的阻断措施，以遏制攻击者的行动。 值得强调的是，IPS 不仅限于一次性的防御措施，它还具有自适应性。 通过对网络流量和攻击模式的分析和学习，IPS 能够自动调整安全策略，以更好地适应新兴威胁。 这种自适应性为系统的安全性提供了更高的灵活性和鲁棒性，使其能够及时应对不断变化的安全威胁［4］。

3.5 网络流量监测与分析

在当今计算机应用领域，网络流量监测与分析用以应对潜在的内部和外部威胁。 这项策略的核心在于通过对网络通信流量的实时监测和深度分析，提前识别并应对可能的异常行为和攻击［5］。 网络流量监测的实施以及相应的分析工具，不仅有助于防范已知的攻击，更能够揭示未知攻击的形式，为系统安全提供更为全面的保护。 网络流量分析的优势体现在其能够揭示不寻常的模式和行为。通过监测网络流量，系统能够识别不符合正常通信模式的流量，从而迅速发现异常活动。 流量分析工具可以依据事先建立的模式和规则，或是通过机器学习技术，自动识别并标记潜在的威胁。 另一个关键优势在于网络流量监测有助于揭示攻击者的行动路径。 通过追踪攻击者在网络上的活动，安全团队能够洞察其入侵路径、行为模式和攻击目标［6］。 这种信息有助于优化防御措施，预测攻击者的下一步动作，提前制定相应的防御策略。

3.6 网络隔离与容器化

在计算机应用的安全领域，网络隔离与容器化技术展现出重要的战略价值，通过限制攻击的蔓延范围，提升了系统的安全性和稳定性。 网络隔离通过将网络分割成多个隔离区域，将潜在的攻击隔离在特定区域，从而有效减少了攻击的影响范围，为整体系统提供了保护［7］。

在网络隔离中，隔离区域的划分是关键。 通过虚拟局域网和隔离子网等技术，可以将不同部分的网络隔离开来，使得攻击者在成功渗透一部分网络后难以轻易进入其他区域。 一方面，安全组策略和访问控制列表的应用也能够限制不同区域之间的通信，进一步降低攻击传播的可能性。 另一方面，容器化技术在隔离应用程序方面发挥着重要作用。 通过使用Docker 和Kubernetes 等容器化平台，应用程序及其依赖性可以被封装在独立的容器中，彼此隔离，减少了攻击者越过容器边界进入其他部分的可能性。容器中的应用程序和库可以与主机系统隔离，限制了攻击者对主机的访问权限。

从安全性角度看，这些措施的效果可以表示为式（8）所示：

式（8）中，E（S）表示系统安全性，A表示成功渗透的攻击数量，N表示攻击的总数量。 通过将成功攻击数量限制在某一区域内，即使攻击数量A增加，系统安全性E（S）也能保持在较高水平。

在现实中，数据也充分证明了这些技术的有效性。 根据Gartner 的数据，采用网络隔离技术可以降低约90%的攻击面。 而根据Docker 的统计，使用容器化技术可以显著减少应用程序因为共享运行环境而产生的漏洞。 这些数据进一步验证了网络隔离和容器化技术在提升计算机应用的安全性方面的显著贡献。

4 总结

综上所述，网络信息安全技术在计算机中的应用是保护系统和用户免受威胁的重要手段。 本文通过深入的研究和分析，详细探讨了这些技术的应用原理和优势，为计算机应用的安全性提供了坚实的支持。 在未来，随着技术的不断发展，网络信息安全技术的管理将持续演进，以适应不断变化的安全挑战。