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1、智能化云火墙实现主动安全防御 特约主持人：吴建宁专题策划人：奚春雁 郭小明全球信息产业高速发展， IT企业竞争日趋激烈。在这种形势下，旧的教育模式已显乏力，培养出的就业者面对企业快车无所适从。新型人才的培养已刻不容缓，具有实践及动手能力的就业者，才能成为企业竞争力的助燃剂。而新型人才的培养需要国家、企业、学校通力合作，为受教育者提供良好的实训环境，这已成为大家的共识。为此，我们采访了东软信息学院院长温涛博士，并特邀专家、学者撰写文章，共同探讨实训基地的建设及应用型软件人才培养。 摘要：针对目前信息安全课程教学实践中存在的一些不足，作者适时引入相关案例，介绍电子商务领域所采取的安全防范措施，通过
2、上机操作测试对教学内容进行巩固。提出“以学生为本”选取教材、专题讨论组织、试验环境的改进措施。关键词本文来自：计算机毕业网 ：信息安全；教学实践与探讨；启发式教学1引言信息安全是一门综合性的交叉学科，涉及数学、计算机、通信、信息、法律和管理等许多学科，涉及内容广泛，既要掌握基本原理知识，也要具有应用技术和设计方案的技能。因此，必须采用灵活多样的教学方法，本人在信息安全课程教学过程中实施了启发式教学方法，通过适时设计问题，施加因势利导的启发；辅之以适当的课外作业，巩固课堂知识；设置灵活的考核方式，取得了一定成效。2信息安全课程的知识结构及教学目标2.1信息安全课程的知识结构按照研究的角度和内容不
3、同，信息安全课程包含的四方面内容：(1) 密码学理论与技术所涉及到的知识有基于数学的密码理论和技术，包括古典密码体制、分组密码、序列密码、公钥密码体制、认证码、数字签名技术、HASH函数、身份识别技术、密钥管理及PKI技术；在非数学的密码理论与技术方面，主要包含信息隐藏、量子密码和基于生物特征的识别理论与技术。(2) 安全协议理论与技术安全协议的研究主要包括两个方面的内容，即安全协议的安全性分析和各种安全协议的涉及与分析研究。典型安全协议有：安全电子支付协议(SET)、安全套接字协议(SSL)及IPSec协议，等。(3) 信息防范理论与技术主要包括：信息分析与监控，入侵检测原理与技术，应急响应
4、系统，计算机病毒，等。(4) 网络安全与安全产品网络安全包括网络物理安全和逻辑安全，还包括网络安全整体解决方案的涉及与分析，网络安全产品的研发，等。常见的网络安全产品有防火墙、安全路由器、虚拟专用网(VPN)、安全服务器、CA和PKI产品、用户认证产品、入侵检测系统(IDS)、漏洞扫描工具，等。2.2课程教学目标通过对以上几方面的学习，使学生能够掌握信息安全的基本理论框架、通用技术；了解本学科的最新发展动态；能熟悉和掌握几种常用的密码算法和协议，并逐步具备解决信息安全中的与密码相关的工程实践的能力；掌握几种常用的应用安全协议和开发组件；将典型的安全技术初步应用到实践中。3信息安全课程的教学思路
5、与实践信息安全该课程是一门综合性很强的课程，所涉及的前序课程主要有：程序设计、数据结构、计算机原理、操作系统、计算机网络、高等数学。这些学科在我校计算机系一般在大学三年级上学期才能修完。因此，信息安全课程的开设不能与其他前序课程并行，选在大三下学期或者大四上学期开设最佳。3.1通过趣味性的实例实施启发式教学启发式教学是教师根据教学目标，从学生的知识基础、年龄特点的实际出发，引导学生积极思考，使他们主动地获取知识，发展主观能动性双向教学方法。启发式教学的主要特点是强调学生的主体角色，实现教师引导与学生积极学习相结合；同时应强调理论与实践相结合，实现书本与实际运用相结合。在启发式教学实践中，教师首
6、先要激发学生求学的兴趣与积极性。对于信息安全课程的密码学理论部分，若采用传统的灌输式教学方法，课堂教学枯燥无味，甚至有一些学生会产生抵触心理。针对这种情况，我们应该先避免直接进行比较理论知识的讲解，先介绍密码技术的发展历史，比如采取从我国四大名著之一的水浒传中“吴用智赚玉麒麟”中所见到的一首藏头诗开始讲述其中所包含的密码学知识。“芦花丛中一扁舟，俊杰俄从此地游，义士若能知此理，反躬难逃可无忧”，从而引出我国古代使用具有艺术色彩的隐写技术来保密真实信息的方法，激发学生对密码技术的学习积极性。随后引入原始的“凯撒密码”技术的讲解，并让学生主动参与这些算法的演算，分三人一组的进行上机实践。在上机实践
7、的时候每组中有一方为发送方，一方为接收方，第三方为入侵方，通过实验测试这些算法对数据的保密功能以及测试该算法的抗攻击能力，避免了纯理论讲解教学模式。3.2通过适时设计问题实现因势利导的启发在具体的教学过程中，如何围绕知识点设计适当的问题是启发式教学成功与否的关键所在。在信息安全课程关于对私钥加密体制的代表算法DES及公钥加密体制的代表算法RSA的讲解部分，更不能采用传统的“填鸭”式教学方法。在教学过程中可设计适当的情景问题，先从公钥与私钥密码体制的特点讲起，并以典型代表算法DES与RSA为例，设立“如何将二者优点进行结合的设计问题”让学生去思考，让学生从被动接收RSA和DES的理论的模式转移出
8、来，主动参与对问题的讨论。老师因势利导的启发学生，并给出以RSA算法传输DES的密钥，以DES算法保密要发送的消息的设计方案。然后进行算法理论核心介绍，并通过Java的调包类给出算法的实验测试。采用这样的教学方法加深学生对算法应用的掌握。3.3通过设置适当的课外作业，实现对所学知识的巩固布置课外作业的目的就是促使学生课下能加强复习。教师可以围绕课堂上所讲的知识点，选择一个相关的课题或者布置一些拓展性的作业，让学生去完成。当然也可以针对信息安全课程的特点，要求学生利用课堂所讲的知识点，通过查阅学习相关资料知识后来自己设计一个主动防范的安全体系结构。这样可以强化学生自主学习的意识，锻炼学生的理论与
9、实践相结合的能力。3.4设置灵活的考核方式由于信息安全课程内容比较多，在进行期末考核时应该合理分配基础知识与知识应用的比例。对于大纲要求掌握基本理论部分的内容应该占70%。对于理论运用和学科发展趋势方面的知识点应该采用发散的方案设计题，灵活考察学生运用所学知识进行问题解决能力。比如对对称密码体制与非对称密码体制及散列函数的结合应用方面，设计了一道 “以DES算法、RSA算法及MD5散列算法为例，设计最佳的具有保密功能签名的方案” 的考题，让学生在对对称密码体制、非对称密码体制、散列函数的应用及数字签名的理解的基础上发挥理论运用的能力。在成绩总评方面，设计的成绩比例为：课堂出勤和讨论20，上机实
10、验作业30，期末卷面50。基本达到了对学生理论知识、实践上机、方案设计的全面考核。4实施效果及分析启发式教学方法在该课程教学中收到了明显效果。从学生反馈信息中可以看到，学生对基本理论的理解比较牢固；应用比较灵活，能将书本所学内容与现实生活实例进行结合；上机编程能力得到了巩固。通过一个学期的实践教学，学生在期末考核中能正确运用基本知识进行方案设计的超过30，能基本进行设计方案的也有40。在考核试卷分析表中(表1)可以看出：考核分布呈合理趋势。表1 期末考核试卷分析表5对信息安全课程教学的进一步探讨5.1不同专业学生教材的选取要有所区别在选择教材方面，应本着立足于学生的专业基础及课程特点的原则，实
11、现“因材施教”。对于计算机科学与技术专业的学生来说，学生对基础学科掌握比较透彻，编程有一定基础，可以选择理论深一些的教材，比如网络安全技术及应用及现代计算机信息安全技术等教材；对于教育技术及软件学院的学生来说，应侧重于技术应用上，考虑选取网络信息安全技术基础或信息安全概论等教材。 5.2进一步完善实验环境为了加深对算法原理的理解和掌握，上机实验是必需的一个环节。通过实验帮助学生更好地理解抽象的算法。因此，在配合课堂教学的同时应该提供给学生比较广阔的实验环境，在后台开发工具方面可以不局限于一种工具。既要提供常用的基本开发工具(如C,C+ )，也要提供灵活方便的开发工具(Java,C#)，便于学生
12、根据自己的能力及训练目的选择适合自己的平台进行测试。对于教材后半部分的动手试验，应该提供适合教学试验目的路由器、防火墙及VPN设备。除此之外，还应当加强试验指导教师的专业培训，便于他们在试验中能给学生提供更好的指导。5.3专题讨论必须加强在早期的教学中，曾经为了赶进度而忽视了专题讨论，导致学生了解的知识仅限于书本内容，知识掌握比较片面、单一。对于一些重要的知识点、学生理解稍难的部分，教师应当适当放慢教学进度，组织专题讨论。在讨论过程中听取学生的观点，可以及时了解学生对知识的掌握程度并相应调整教学内容。对于学生比较感兴趣的学术研究前沿，可以请有所建树的研究人员以专题报告的形式进行课堂教学补充，引
13、导学有余力的学生关注发展动态，开拓视野，培养研究兴趣。6结束语在信息安全课堂教学中，教师应将发挥学生的主观能动性放在首位，大力探讨带实例性的启发式教学方式、方法和技巧，努力提高课堂教学的互动性，激发学生学习的兴趣。同时，还应当在“以学生为本选取教材”、“组织专题讨论”及“进一步完善试验环境”等方面加以适当的改进，从而全面实现素质教育的目的。 参考文献1 黄雪梅.“启发式”教学方法势在必行J.云南高教研究，1987，(3).2 王军,李玉柏,吴军蹄.“主动探索，多边互动”教学法及其在电子信息类专业课外语教学中的应用A.TWO与中国高等电子教育研究M,北京:电子工业出版社,2004.3 陈建潮,李
14、洛,熊薇.在程序设计课程中导入”案例式”教学方法J.计算机教育,2004,(4)：2226.4 路璐，孙宣东，明俊峰，等.非计算机专业“信息安全”课程的教学实践与探讨J.广东工业大学学报(社会科学版),2005,5(9):124-125.5 王旭仁,徐远超.信息 引子早就想写篇文章，说说“以学生为本”的话题，而临到写的时候，却又在文章的标题前加了个“也谈”。这是因为，写本文之前，我上网做了个搜索，把“以学生为本”作为关键字输入搜索引擎Google (谷歌) 的搜索文本框，得到的响应是：“简体中文网页中，约有 11,500,000 项相符合的查询结果(搜索用时0.26秒) ”。乖乖，半秒不到，有上千万条之多的
